数据结构-栈

一、栈的介绍

 

 

二、栈的引入

 

数组模拟栈代码实现(Java):

复制代码
import java.util.Scanner;

/**
 * 1.使用数组来模拟栈
 * 2.定义一个top来表示栈,初始化为-1
 * 3.入栈的操作,当有数据加入到栈时,top++;stack[top]=data;
 * 4.出栈的操作,int value=stack[top];top--,return value
 */
public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试ArrayStack是否正确
        ArrayStack stack = new ArrayStack(4);
        String key = "";
        boolean loop = true; //控制是否退出菜单
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while(loop){
            System.out.println("show: 表示显示栈");
            System.out.println("exit: 退出程序");
            System.out.println("push: 表示添加数据到栈(入栈)");
            System.out.println("pop: 表示从栈取出数据(出栈)");
            System.out.println("请输入你的选择:");
            key = scanner.next();
            switch (key) {
                case "show":
                    stack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.println("请输入一个数:");
                    int value = scanner.nextInt();
                    stack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int pop = stack.pop();
                        System.out.printf("出栈的数据是 %d\n", pop);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    loop = false;

                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~~~");
    }
}

//定义一个ArrayStack 表示栈
class ArrayStack {
    private int maxSize; //栈的大小
    private int[] stack; //数组,数组模拟栈,数据就放在该数组
    private int top = -1;//top表示栈顶,初始化为-1

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

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

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

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

    //出栈-pop,将栈顶的数组返回
    public int pop(){
        //先判断栈是否为空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据~");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //显示栈的情况[遍历栈],遍历时,需要从栈顶开始显示数据
    public void list(){
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空,没有数据~");
            return;
        }
        for(int i=top; i>=0; i--){
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }


}
复制代码

单向链表模拟栈代码实现(Java):

复制代码
public class LinkStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkStack stack = new LinkStack();

        stack.push(3);
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(4);
        System.out.println(stack);

        System.out.println("访问栈顶元素:" + stack.peek());

        System.out.println("第一次弹出栈顶元素:" + stack.pop());

        System.out.println("第二次弹出栈顶元素:" + stack.pop());

        System.out.println("两次pop之后的栈:" + stack);

    }
}

class LinkStack {

    // 定义一个内部类Node,Node实例代表链栈的节点
    private class Node {

        // 保存节点的数据
        private int data;
        // 指向下个节点的引用
        private Node next;
        // 无参构造器
        public Node() {
        }
        // 初始化全部属性的构造器
        public Node(int data, Node next) {

            this.data = data;
            this.next = next;

        }

    }
    // 保存该链栈的栈顶元素
    private Node top;
    // 保存该链栈中已包含的节点数
    private int size;
    // 创建空链栈
    public LinkStack() {
        // 空链栈,top的值为null
        top = null;

    }

    // 以指定数据元素来创建链栈,该链栈只有一个元素
    public LinkStack(int element) {

        top = new Node(element, null);
        size++;

    }

    // 返回链栈的长度
    public int length() {

        return size;

    }

    // 进栈
    public void push(int element) {

        // 让top指向新创建的元素,新元素的next引用指向原来的栈顶元素
        top = new Node(element, top);
        size++;

    }

    // 出栈
    public int pop() {

        Node oldTop = top;
        // 让top引用指向原栈顶元素的下一个元素
        top = top.next;
        // 释放原栈顶元素的next引用
        oldTop.next = null;
        size--;
        return oldTop.data;

    }

    // 访问栈顶元素,但不删除栈顶元素
    public int peek(){

        return top.data;

    }

    // 判断链栈是否为空栈
    public boolean empty() {

        return size == 0;

    }

    // 清空链栈
    public void clear() {

        top = null;
        size = 0;

    }

    public String toString() {

        // 链栈为空栈时
        if (empty()) {

            return "[]";

        } else {

            StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
            for (Node current = top; current != null; current = current.next) {

                sb.append(current.data + ", ");

            }

            int len = sb.length();
            return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
        }

    }

}
复制代码

三、栈的应用场景

 

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