Java数据结构和算法——栈

简介

栈（stack），是一种线性存储结构，它有以下几个特点：
1. 栈中数据是按照”后进先出（LIFO, Last In First Out）”方式进出栈的。
2. 向栈中添加/删除数据时，只能从栈顶进行操作。

栈通常包括的三种操作：push、peek、pop。
push – 向栈中添加元素。
peek – 返回栈顶元素。
pop – 返回并删除栈顶元素的操作。

栈的示意图

栈中的数据依次是 30 –> 20 –> 10

出栈

出栈前：栈顶元素是30。此时，栈中的元素依次是 30 –> 20 –> 10
出栈后：30出栈之后，栈顶元素变成20。此时，栈中的元素依次是 20 –> 10

入栈

入栈前：栈顶元素是20。此时，栈中的元素依次是 20 –> 10
入栈后：40入栈之后，栈顶元素变成40。此时，栈中的元素依次是 40 –> 20 –> 10

栈的Java实现

Java中也提供了『栈』的实现，它就是集合框架中Stack类。

本部分给出2种Java实现
Java实现一：数组实现的栈，能存储任意类型的数据。
Java实现二：Java的 Collection集合 中自带的”栈”(stack)的示例。

1.数组实现的栈，能存储任意类型的数据

实现代码(GeneralArrayStack.java)

package com.qq.main;

import java.lang.reflect.Array;

public class GeneralArrayStack<T> {

    private static final int DEFAULT_SIZE = 12;
    private T[] mArray;
    private int count;

    public GeneralArrayStack(Class<T> type) {
        this(type, DEFAULT_SIZE);
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public GeneralArrayStack(Class<T> type, int size) {
        mArray = (T[]) Array.newInstance(type, DEFAULT_SIZE);
        count = 0;
    }

    public void push(T t) {
        mArray[count++] = t;
    }

    public T peek() {
        return mArray[count - 1];
    }

    public T pop() {
        T t = mArray[count - 1];
        count--;
        return t;
    }

    public int size() {
        return count;
    }

    // 返回“栈”是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size() == 0;
    }

    // 打印“栈”
    public void PrintArrayStack() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.printf("stack is Empty\n");
        }

        System.out.printf("stack size()=%d\n", size());

        int i=size()-1;
        while (i>=0) {
            System.out.println(mArray[i]);
            i--;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String temp;
        GeneralArrayStack<String> stack = new GeneralArrayStack<String>(String.class);

        stack.push("10");
        stack.push("20");
        stack.push("30");

        // 将“栈顶元素”赋值给tmp，并删除“栈顶元素”
        temp = stack.pop();
        System.out.println("tmp="+temp);

        // 只将“栈顶”赋值给tmp，不删除该元素.
        temp = stack.peek();
        System.out.println("tmp="+temp);

        stack.PrintArrayStack();

    }
}

运行输出结果：

tmp=30
tmp=20
stack size()=3
40
20
10

结果说明：GeneralArrayStack是通过数组实现的栈，而且GeneralArrayStack中使用到了泛型。

2.Java的 Collection集合 中自带的”栈”(stack)的示例

实现代码(StackTest.java)

package com.qq.main;

import java.util.Stack;

public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        Integer temp = 0;
        Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();

        stack.push(10);
        stack.push(20);
        stack.push(30);

        temp = stack.pop();
        System.out.printf("temp=%d\n", temp);

        temp = stack.peek();
        System.out.printf("temp=%d\n", temp);

        stack.push(40);

        while (!stack.isEmpty()) {
            temp = stack.pop();
            System.out.printf("temp=%d\n", temp);

输出结果；

temp=30
temp=20
temp=40
temp=20
temp=10

至此，对栈的了解有了一定的深入，基本上能使用了。

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