java栈数据结构 java实现栈结构

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数据分析大师 2023-07-14 17:42:50

文章标签 java栈数据结构 Java实现栈括号匹配 System 文章分类 Java 后端开发

一提到栈首先映入我们脑海的一个词就是“后进先出”（即其为单通道，只能有一个出口），显然这是栈最明显且重要的特点。栈的内部实现可以使用数组或链表来完成。

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1.栈的解析

栈之所有容易被理解是因为其包含的方法非常简单，主要包括以下三个方法：

push()——一次只能向栈中压如一个数据，先入栈的数据在最下边。
pop()——每次只能弹出栈顶数据，也就是一个数据。
peek()——返回当前栈顶数据。

这些功能都由一个非常重要的变量top来辅助完成，其总是指向栈的最顶端，默认值为-1，每压如一个数据top++，弹出一个数据top--。当然在实际使用栈还会有isEmpty()来判断栈是否为空，isFull()方法判断栈是否已经满栈。

2.应用场合

栈通常用来解析某种类型的文本串，例如将输入数据进行反转输出，解析数据中的括号匹配等。

3.实现

public class Stack{
	private int top=-1; //指向栈顶，用于栈的遍历
	private int stackSize=0;//栈的大小
	private char[] stackArray=null;//用于创建栈的数组
	//create stack use array（创建一个指定大小的新栈）
	public void createStack(int size){
		stackSize=size;
		stackArray=new char[size];
	}
	//push element（数据压入）
	public void push(char element){
		if(top!=stackSize-1){  //应在压入数据前判断栈是否为满栈
		    stackArray[top+1]=element;
		    top++;
		}else{
		    System.out.println("Sorry,can`t push!This stack is full!");
		}	
	}
	//pop element（数据弹出）
	public void pop(){
		if(!isEmpty()){//在弹出时应判断栈是否为空栈，空栈则无数据可弹出
		  // System.out.println("pop->"+stackArray[top]);
		   //stackArray[stackSize-1]=0;
		   top--;   
		}else{
		    System.out.println("Sorry,can`t pop!This stack is empty!");
		}	
	}
	//look element（查看栈顶数据）
	public char peek(){
		char peekElement=stackArray[top];
		return peekElement;
	}
	
	//is empty（判断栈是否为空）
	public boolean isEmpty(){
		if(top==-1){
		    return true;
		}else{
		    return false;
		}	
	}
	//is full（判断栈是否为满栈）
	public boolean isFull(){
		if(stackSize!=-1){
		    if(top==stackSize-1){
		        return true;
		    }else{
		        return false;
		}	
		}else{
        	    System.out.println("Sorry,this stack is empty!");
		    return false;
		}	
	}	
}

此时Stack可以作为一个栈的工具类被其他类进行调用，并使用栈中提供的方法，我们来做一个小例子：对括号进行匹配：

import java.util.Scanner;
public class StackTest{
	public static void main(String[] aegs){
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		Stack st=new Stack();//创建栈对象
		System.out.println("Please set the element:");
		String info=sc.nextLine();//输入一行字符串
		st.createStack(info.length());//创建与字符串长度一致栈
		for(int in=0;in<info.length();in++){
			char c=info.charAt(in);
			switch(c){
				case '{':
				case '[':
				case '(':
					st.push(c);//将括号左半部分压栈
				break;
				case '}':
				case ']':
				case ')':
					if(!st.isEmpty()){
						char ch=st.peek();
						st.pop();//将遇到右半部分的括号弹出进行匹配，配对则匹配成功，否则显示未匹配位置
						if( (c=='}' && ch!='{')||
							(c==']' && ch!='[')||
							(c==')' && ch!='(') )
						 {
							System.out.println("Error:"+c+" at "+in);	
						 }
					}else{
						System.out.println("Error:"+c+" at "+in);	
					}
				break;
			}	
		}
		if(!st.isEmpty()){
			System.out.println("Error:missing right delimiter!");	
		}
		System.out.println("\nisEmpty:"+st.isEmpty());
		System.out.println("isFull:"+st.isFull());
	}
}

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