Java栈的三种实现方式(完整版)

时间:2021-05-20

java什么是栈

系统中的堆、栈和数据结构堆、栈不是一个概念。可以说系统中的堆、栈是真实的内存物理区,数据结构中的堆、栈是抽象的数据存储结构。

栈:实际上就是满足后进先出的性质,是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。

栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。

代码:

Stack的基本使用初始化Stack stack=new Stack判断是否为空stack.empty()取栈顶值(不出栈)stack.peek()进栈stack.push(Object);出栈stack.pop();实例:public class Test01 { public static void main(String[] args) { Stack stack=new Stack(); //1.empty()栈是否为空 System.out.println(stack.empty()); //2.peek()栈顶值 3.进栈push() stack.push(new Integer(1)); stack.push("b"); System.out.println(stack.peek()); //4.pop()出栈 stack.pop(); System.out.println(stack.peek()); }}

栈的主要操作

  • void push(int data):将data(数据)插入栈
  • int pop():删除并返回最后一个插入栈的
  • 栈的辅助操作

  • int top():返回最后一个插入栈的元素,但不删除
  • int size():返回存储在栈中的元素的个数
  • int isEmpty():判断栈中是否有元素
  • int isStackFull():判断栈中是否满元素
  • 实现

    栈抽象数据类型有多种实现方式。下面是常用的方法:

  • 基于简单数组的实现方法
  • 基于动态数组的实现方法
  • 基于链表的实现方法
  • 1)基于简单数组实现:

    public class Stack{ private int size;//栈的大小 private int top;//栈顶元素的下标 private char[] stackArray;//栈的容器 public Stack(int size){ stackArray = new char[size]; top = -1; //初始化栈的时候由于栈内没有元素,栈顶下标设为-1 this.size = size; } //入栈,栈顶的下标+1 public void push(char item){ stackArray[++top] = item; } //出栈,删除栈顶元素,栈顶元素的下标-1 public int pop(){ return stackArray[top--]; } //查看栈顶元素,不删除 public char find(){ return stackArray[top]; } //判空 public boolean isEmpty(){ return (top == -1); } //判满 public boolean isFull(){ return (top == size - 1); } public static void main(String[] args){ Stack stack = new Stack(5); stack.push('a'); stack.push('b'); stack.push('c'); stack.push('d'); char ch = stack.find(); System.out.println(ch); }}

    运行结果:

    d

    2)基于动态数组实现:

    扩容——给我的感觉就像是在搬家,搬完了东西,还得把钥匙给主人

    public class Stack { public int size;//栈的大小 public int top;//栈顶元素的下标 public static char[] stackArray;//栈的容器 public Stack(int size){ stackArray = new char[size]; top = -1; //初始化栈的时候由于栈内没有元素,栈顶下标设为-1 this.size = size; } //入栈,栈顶的下标+1 public void push(char item){ if(isFull()){ doubleStack(); } stackArray[++top] = item; } //模拟数组的扩容 public void doubleStack(){ char[] newStackArray = new char[size*2]; for(int i = 0;i<size;i++){ newStackArray[i] = stackArray[i]; } size = size*2; stackArray = newStackArray; } //出栈,删除栈顶元素,栈顶元素的下标-1 public int pop(){ if(isEmpty()){ System.out.println("Stack is Empty"); return 0; }else{ return stackArray[top--]; } } //查看栈顶元素,不删除 public char find(){ return stackArray[top]; } //判空 public boolean isEmpty(){ return (top == -1); } //判满 public boolean isFull(){ return (top == size - 1); } public static void main(String[] args){ Stack stack = new Stack(5); stack.push('a'); stack.push('b'); stack.push('c'); stack.push('d'); stack.push('e'); stack.push('f'); stack.push('g'); stack.push('h');//一共8个元素 char ch = stack.find(); System.out.println(ch); System.out.println(stackArray.length); }}

    运行结果:

    h
    10

    3)基于链表实现

    使用链表实现栈,通过在链表的表头插入元素的方式实现push操作,删除链表的表头结点实现pop操作。表头结点即栈顶结点

    import java.util.EmptyStackException;class Link{ public char data; public Link next; public void show(){ System.out.println(data + " "); } public Link(char data){ this.data = data; }}public class Stack2 { Link head; public int size;//栈的大小 public int top;//栈顶元素的下标 public static char[] stackArray;//栈的容器 public void push(char data){ if(head == null){ head = new Link(data); }else{ Link node = new Link(data); node.next = head; head = node; } } public void pop(){ if(head == null){ throw new EmptyStackException(); }else{ char dat = head.data; head.show(); head = head.next; } } public int top(){ if(head == null){ return 0; }else{ return head.data; } } public boolean isEmpty(){ if(head == null) return true; return false; } public static void main(String[] args){ Stack2 stack = new Stack2(); stack.push('A'); stack.push('B'); stack.push('C'); stack.push('D'); stack.push('E'); stack.push('F'); stack.pop(); }}

    运行结果:

    F

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