java Stack 栈

先来看一个生活场景：乘坐垂直电梯

先定一个规矩：进入电梯的每个人尽量电梯里面走。

那么就会出现：最先进入电梯的人最后出电梯（在到达相同楼层的情况下)；

 

栈就是这样一种结构：

 

Java类库中提供了Stack类来实现栈，并且是范型类可以存储不同的数据结构，Stack 类方法：

 

boolean empty() ：栈是否为空

Object peek( )　 ：查看栈顶元素

Object pop( )     ：移除栈顶元素

Object push(Object obj)    ：添加元素

int search(Object element) : 自顶向下查找元素

 

import java.util.Stack;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Integer 类型：");
        Stack<Integer> st = new Stack<Integer>();
        st.push(1);
        st.push(2);
        System.out.println("添加元素之后 栈顶元素:" +st.peek()+ " 是否为空:"+st.empty()+" 栈1内所有元素:" + st);
        st.pop();
        st.pop();
        System.out.println("移除元素之后");
        System.out.println("是否为空:"+st.empty());
        
        System.out.println();
        System.out.println("自定义 类型：");
        Stack<MyObj> so = new Stack<MyObj>();
        so.push(new MyObj(3,"自定义对象3"));
        so.push(new MyObj(4,"自定义对象4"));
        System.out.println("添加元素之后  栈顶元素:" +so.peek().name+ " 是否为空:"+so.empty());
        so.pop();
        so.pop();
        System.out.println("移除元素之后");
        System.out.println("是否为空:"+so.empty());

    }
}
class MyObj{
    Integer id;
    String name;
    
    MyObj(int id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
    }
}

 

 

两种栈的实现方式：

 

 

 

用数组实现栈：只需要定义一个栈顶指针指向栈顶元素即可，当要添加数据时指针往后移动，当要删除数据时指针往前移动。

　　　　　　　在入栈的时候如果栈已经满了，那么拓展内存，在出栈的时候如果栈为空返回null；

import java.util.Arrays;

//范型类型、创建的时候指定数据类型
public class ArrayStack<E> {
    private Object[] stack;
    private int index;
    ArrayStack() {
        stack = new Object[10];
        index = 0;                //栈顶地址
    }

    public boolean isEmpty() {
        return index == 0;
    }

    public E peek() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return (E)stack[index-1];
    }

    public E pop() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        index--;
        return (E)stack[index];
    }

    //拓展内存
    private void ensureCapacity(int index) {
        if (index > stack.length) {
            int len = stack.length + 10;
            stack = Arrays.copyOf(stack, len);
        }
    }

    public E push(E e) {
        ensureCapacity(index+1);
        stack[index++] = e;
        return e;
    }

    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack<String> stack = new ArrayStack<>();
        stack.push("a");
        stack.push("b");
    
        System.out.println("栈顶元素："+stack.peek());
        System.out.println("栈顶元素出栈："+stack.pop());
        System.out.println("栈顶元素出栈："+stack.pop());
        System.out.println("栈顶元素出栈："+stack.pop());
    }
}

 

 

 

链表实现栈结构：当添加节点的时候栈顶元素为新添加的节点，该节点的next指向之前的节点，当删除元素时候当前节点指向下一个节点即可

 

 

//链表数据结构
class Node<E> {
    Node<E> next = null;    
    E data;
    public Node(E data) {
        this.data = data;
    }
}

//链表实现栈数据结构
public class ListNodeStack<E> {
    Node<E> top = null;

    boolean isEmpty() {
        return top == null;
    }

    public void push(E item) {
        Node<E> node = new Node<E>(item);
        node.next = top;
        top = node;
    }

    public E pop() {
        if (this.isEmpty()) return null;
        E data = top.data;
        top = top.next;
        return data;
    }

    public E peek() {
        if (this.isEmpty()) return null;
        return top.data;
    }

    public static void main(String[] args) {
        ListNodeStack<Integer> stack = new ListNodeStack<>();
        System.out.println("入栈");
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        System.out.println("出栈:"+stack.pop());
        System.out.println("出栈:"+stack.pop());
         System.out.println("栈为空？"+stack.isEmpty());
    }
}