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数据结构(2):栈的原理和实现

数据结构(2):栈的原理和实现

作者: 要成为王的男人 | 来源:发表于2019-08-10 18:56 被阅读8次

    一、介绍

    栈是一种数据先入后出,后入先出的数据结构。

    栈示意图

    如果图所示,将数字 10、15、6、9 存入栈后,从栈中取到的数据按顺序将会是 9、6、15、10。栈的结构像我们生活中的箱子,最先放入的物品将会在箱子的最底部,最后放入的数据在最上面,拿物品时也需要从最上面拿起。

    二、代码实现

    1、创建 MyStack 类作为自定义的栈

    public class MyStack {
    
    }
    

    2、声明所需的属性

    底层使用数组存储数据,也可以使用java的泛型替代Object类型。

    private Object[] arr;//存储数据
    private int top;//栈顶的位置
    

    栈顶:整个栈最上面(最后入栈)的元素,也就是数组中最后存入的元素。

    栈底:整个栈最下面(最先入栈)的元素,也就是数组中最先存入的元素。

    3、栈的构造方法

    public MyStack(){
        arr = new Object[10];
        top = -1;
    }
    
    /**
     * 参数为数组的初始长度
     * @param maxSize
     */
    public MyStack(int maxSize){
        arr = new Object[maxSize];
        top = -1;
    }
    

    4、向栈中压入数据

    底层的操作就是向数组中存入数据,由于top变量记栈顶的位置,所以top的值增加1后即为最新的栈顶的置。

     public void push(Object value) {
        arr[++top] = value;
    }
    

    5、弹出栈顶的数据

    取得栈顶的数据,并将此数据将栈中移除。向栈中压入数据需要将记录栈顶的位置的变量top加1,同理,移除栈顶数据需要将top减1。

    public Object pop(){
        return arr[top--];
    }
    

    6、查看栈顶数据

    public Object peek(){
        return arr[top];
    }
    

    7、判断是否为空

    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }
    

    8、判断是否存满

    top的值等于数组最后一个元素的位置即为存满

    public boolean isFull(){
        return top == arr.length-1;
    }
    

    9、完整代码

    public class MyStack {
        private Object[] arr;//存储数据
        private int top;//栈顶的位置
    
        public MyStack() {
            arr = new Object[10];
            top = -1;
        }
    
        /**
         * 参数为数组的初始长度
         *
         * @param maxSize
         */
        public MyStack(int maxSize) {
            arr = new Object[maxSize];
            top = -1;
        }
    
        public void push(Object value) {
            arr[++top] = value;
        }
    
        /**
         * 弹出栈顶的数据
         * @return
         */
        public Object pop(){
            return arr[top--];
        }
    
        public Object peek(){
            return arr[top];
        }
    
        public boolean isEmpty(){
            return top == -1;
        }
    
        public boolean isFull(){
            return top == arr.length-1;
        }
    }
    

    三、验证

    public static void main(String[] args) {
        MyStack stack = new MyStack(4);
        stack.push("a");
        stack.push("b");
        stack.push("c");
        stack.push("d");
    
        System.out.println("是否为空:" + stack.isEmpty());
        System.out.println("是否存满:" + stack.isFull());
    
        System.out.println("栈顶:"+stack.peek());
        System.out.println("栈顶:"+stack.peek());
    
        //弹出栈中所有数据
        while (!stack.isEmpty()){
            System.out.println(stack.pop());
        }
    
        System.out.println("是否为空:" + stack.isEmpty());
        System.out.println("是否存满:" + stack.isFull());
    }
    

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