Java数据结构——栈的方法与模拟实现

作者：敲代码の流川枫

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文章目录

1.栈的基本概念

栈（stack）

1.栈的基本概念

栈（stack）

又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照后进先出的原则存储数据，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。

栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top)，另一端为栈底(bottom)；栈底固定，而栈顶浮动；栈中元素个数为零时称为空栈。插入一般称为进栈（PUSH），删除则称为退栈（POP）。栈也称为先进后出表。

Stack的源码

源码中我们发现并没有成员，我们注意到它继承了Vector类，打开Vector的源码可以看出栈的底层实际上是数组

2.栈的方法

push和pop

即入栈和出栈

public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.add(12);
        stack.add(23);
        stack.add(34);
        int x = stack.pop();
        System.out.println("x = "+x);
        int y = stack.pop();
        System.out.println("y = "+y);
    }

可以看出栈的先进后出的特点

peek

peek方法是指只获得栈顶元素，不删除

 public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.add(12);
        stack.add(23);
        stack.add(34);
        int x = stack.pop();
        System.out.println("x = "+x);
        int y = stack.pop();
        System.out.println("y = "+y);
        System.out.println("===========");
        int z = stack.peek();
        System.out.println("z = "+z);
        System.out.println("===========");
        System.out.println("stack = "+stack);
    }

empty

判断栈是否为空

public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.add(12);
        stack.add(23);
        stack.add(34);
        int x = stack.pop();
        System.out.println("x = "+x);
        int y = stack.pop();
        System.out.println("y = "+y);
        System.out.println("===========");
        int z = stack.peek();
        System.out.println("z = "+z);
        System.out.println("===========");
        System.out.println("stack = "+stack);
        System.out.println("===========");
        boolean n = stack.empty();
        System.out.println(n);
    }

3.用数组实现栈

创建一个栈

class MyStack{
    public int[] elem;
    public int usedSize;
    public static final int DEFAULT_SIZE = 10;

    public MyStack(){
        this.elem = new int[DEFAULT_SIZE];
    }
}

实现push方法

需要判断栈是否满了，如果满了需要扩容之后再进行压栈

 public int push(int val){
        if(isFull()){
            elem = Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);
        }
        elem[usedSize] = val;
        usedSize++;
        return val;
    }
    public boolean isFull(){
        return usedSize == elem.length;
    }

实现pop方法

先判断栈是否为空，不为空，直接返回usedSize-1下标的值，并且usedSize–；

public int pop(){
        if(empty()){
            throw new StackEmptyException("栈为空");
        }
        return elem[--usedSize];
    }
    public boolean empty(){
        return usedSize == 0;
    }

实现peek方法

先判断是否为空，不为空返回usedSize-1下标的值

public int peek(){
        if(empty()){
            throw new StackEmptyException("栈为空");
        }
        return elem[usedSize-1];
    }

我们知道pop是栈顶元素出栈，peek只是得到栈顶元素，不改变栈

两个返回值的差异

pop之后usedSize本身的大小会减小，改变了栈

peek中usedSize本身并不改变，因此不会改变栈

测试

public static void main(String[] args) {
        MyStack myStack = new MyStack();
        myStack.push(1);
        myStack.push(2);
        myStack.push(3);
        int x = myStack.pop();
        System.out.println("X = "+x);
        int y = myStack.peek();
        System.out.println("y = "+y);
        int x1 = myStack.peek();
        System.out.println("x1 = "+x1);
        int y1 = myStack.peek();
        System.out.println("y1 = "+y1);

    }

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原文链接: https://blog.csdn.net/chenchenchencl/article/details/127021912