java数据结构之(堆)栈
(堆)栈概述
栈是一种特殊的线性表，是操作受限的线性表
栈的定义和特点
•定义：限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表，表尾—栈顶，表头—栈底，不含元素的空表称空栈
•特点：先进后出（FILO）或后进先出（LIFO）
栈的结构，如下图所示：
线性表的操作主要包括：
（1）清空(堆)栈
（2）判断是否为空
（3）元素的个数
（4）入栈
（5）出栈
（6）取栈顶元素
接口
由此，对队列的抽象数据类型定义Queue接口如下：
package stack;
/**
* (堆)栈
* @author Administrator
*
*/
public interface Stack {
/**
* 清空堆栈
*/
public void clear();
/**
* 入栈
* @param obj 入栈的元素
*/
public void push(Object obj);
/**
* 出栈
* @return 出栈的结果
*/
public Object pop();
/**
* 判断是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty();
/**
* 求元素的个数
* @return 元素的个数
*/
public int size();
/**
* 取栈顶元素
* @return 栈顶元素
*/
public Object peek();
}
顺序(堆)栈
结构模型
栈顶指针top,指向实际栈顶后的空位置，初值为0。
栈的初始空间大小为M
top=0,栈空，此时出栈，则下溢（underflow)；
top=M,栈满，此时入栈，则上溢（overflow)；
源代码
package stack;
/**
* 顺序(堆)栈
* @author Administrator
*
*/
public class ArrayStack implements Stack{
private static int DEFAULT_SIZE = 100;
private int Top;
Object array[];
public ArrayStack() {
Top = 0;
array = new Object[DEFAULT_SIZE];
}
public boolean isEmpty() {
return 0 == Top ;
}
public void expand() {
Object[] newArray = new Object[2 * array.length];
for(int i=0; i<array.length; i++) {
newArray[i] = array[i];
}
array = newArray;
}
/*
public void expand() {
try {
Object[] newArray = new Object[2*DEFAULT_SIZE];
for(int i=0; i<array.length; i++) {
newArray[i] = array[i];
}
array = newArray;
}catch(OutOfMemoryError e) {
System.out.println("error in expand of Stack class!");
//e.printStackTrace();
}
DEFAULT_SIZE = 2*DEFAULT_SIZE;
}
*/
public void push(Object obj) {
if(Top == array.length) {
expand();
}
array[Top] =obj;
Top ++;
}
public Object pop() {
if(0 == Top) throw new IllegalStateException();
Object val = array[-- Top];
array[Top] = null;
return val;
}
public void clear() {
for(int i=0; i<array.length; i++) {
array[i] = null;
Top = 0;
}
}
public Object peek() {
if(0 == Top) throw new IllegalStateException();
return array[Top - 1];
}
public int size() {
return Top;
}
public String toString() {
String s = "[";
for(int i=Top-1; i>=0 ; i--) {
s = s + array[i];
s = s + ", ";
}
s = s + "]";
return s;
}
}
链式(堆)栈
结构模型
源代码
package stack;
/**
* 链式(堆)栈的结点
* @author luoweifu
*
*/
class Node{
Object data; //数据元素
Node next; //后驱结点
public Node() {
this(null);
}
public Node(Object data) {
this.data = data;
this.next = null;
}
}
/**
* 链式(堆)栈, 无头结点
* @author Administrator
*
*/
public class LinkStack implements Stack {
private Node top; //栈顶指针
private int size; //栈的大小
public LinkStack() {
top = null;
size = 0;
}
@Override
public void clear() {
top = null;
size = 0;
}
@Override
public void push(Object obj) {
Node p = new Node(obj);
if(top == null) {
top = p;
} else {
p.next = top;
top = p;
}
size ++;
}
@Override
public Object pop() {
Node p = top;
top = top.next;
size --;
return p.data;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
if(size == 0)
return true;
else
return false;
}
@Override
public int size() {
return size;
}
@Override
public Object peek() {
return top.data;
}
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
Node p = top;
if(p == null) {
sb.append("");
} else {
do{
sb.append(p.data + ", ");
}while((p = p.next) != null);
}
sb.append("]");
return sb.toString();
}
}
测试(堆)栈
package stack;
public class Test {
/**
* 测试堆栈
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
//Stack stack = new ArrayStack();
Stack stack = new LinkStack();
for(int i=0; i<10; i++) {
stack.push(i);
}
System.out.println(stack.toString());
Object a = stack.pop();
System.out.println(a + stack.toString());
stack.push(20);
Object b = stack.peek();
System.out.println( b + stack.toString());
stack.clear();
System.out.println( "数据数量：" + stack.size()
+ " isEmpty? " + stack.isEmpty() + " 数据为：" + stack.toString());
}
}
结果
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, ]
9[8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, ]
20[20, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, ]
数据数量：0 isEmpty? true 数据为：[]
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