用JAVA语言栈和队列及其应用停车场管理

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mob64ca1418e88d 2024-10-24 12:20:20

文章标签 数据结构 java 栈 System 出栈 文章分类 Java 后端开发

栈的基本使用

一、基本介绍
二、基本应用场景
三、基本操作代码实现

一、基本介绍

栈（stack)作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。

基本特性：

栈是一个先入后出的有序列表。
栈是限制线性表中元素的插入和删除只能在线性表的同一端进行的一种特殊线性表。允许插入和删除的一端，为变化的一点端，称为栈顶（Top)，另一端为固定的一端，称为栈底(Bottom)。
栈按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。
栈具有记忆作用，对栈的插入与删除操作中，不需要改变栈底指针。

二、基本应用场景

子程序的调用：在跳往子程序前，会先将下个指令的地址存到堆栈中，知道子程序执行完成后再将地址取出，以回到原来的程序中。
处理递归调用：和子程序的调用类似，只是除了存储下一个指令地址外，也将参数、区域变量等存入堆栈中。
表达式的转换（中缀表达式转后缀表达式）与求值。
二叉树的遍历。
图形的深度优先（depth—first）搜索法。

三、基本操作代码实现

这里使用数组来模拟栈，也可使用链表来模拟栈。
1、首先创建一个类来表示栈结构

class ArrayStack {
    private int maxSize;
    private int[] stack;//数组模拟栈
    private int top = -1;

    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }
}

2、定义基本方法

判断栈满

//栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

判断栈空

//栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

入栈

//入栈
    public void push(int value) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

出栈

//出栈
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈空");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

遍历栈

//遍历栈
   public void list() {
       if (isEmpty()) {
           System.out.println("没有数据");
           return;
       }
       for (int i = top; i > -1 ; i--) {
           System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);

       }
   }

3、写个Demo测试一下

import java.util.Scanner;

/**
 * @author dankejun
 * @create 2020-03-29 17:44
 */
public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack stack = new ArrayStack(3);
        String key = "";
        boolean loop = true;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (loop) {
            System.out.println("s:表示显示栈");
            System.out.println("push:表示入栈");
            System.out.println("pop:表示出栈");
            System.out.println("e:表示退出");
            System.out.print("请输入你的选择：");
            key = scanner.next();
            switch (key) {
                case "s":
                    stack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.print("请输入一个整数：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    stack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int value1 = stack.pop();
                        System.out.printf("%d出栈\n", value1);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "e":
                    scanner.close();
                    loop = false;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出了");
    }
}

测试结果：