一、概念
栈也是一种线性数据结构，最主要的特点是入栈顺序和出栈顺序是相反的，操作时只能从栈顶进行操作，在Java中给我们提供了一个泛型栈——Stack，其中最常用的方法有：
- void push(E):进栈
- E pop():退栈
- E peek():查看栈顶元素
- int getSize():返回栈的元素数量
- isEmpty():检查栈是否为空
二、栈的实现
因为栈也是一种线性结构，所以这里可以利用之前我们写的数组，这里可以用接口的方式来实现我们自己的顺序栈，下面进行代码演示。
数据结构Java版（1）——数组-CSDN博客
栈的接口
public interface Stack_i <Elem>{
public abstract boolean push(Elem e);
public abstract Elem pop();
public abstract Elem peek();
public abstract int getLength();
public abstract boolean isEmpty();
}通过接口的方式，对stack中的方法进行重写，实现功能
public class ArrStack<E> implements Stack_i<E>{
private MyArray<E> stack;
private int length;
public ArrStack() {
this.stack = new MyArray<>(16);
length = 0;
}
@Override
public boolean push(E e) {
try {
stack.add(e);
}catch (Exception exception){
return false;
}
this.length++;
return true;
}
@Override
public E pop() {
if(this.getLength()==0) return null;
E e;
try {
e = stack.removeByIndex(this.length - 1);
}catch (Exception exception){
return null;
}
this.length--;
return e;
}
@Override
public E peek() {
if(this.getLength()==0) return null;
E e;
try {
e = stack.getValueByIndex(this.length - 1);
}catch (Exception exception){
return null;
}
return e;
}
@Override
public int getLength() {
return this.length;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return this.length==0;
}
}对自己的顺序栈进行代码测试
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
public class testMyStack {
public static void test(ArrStack<Integer> stack, List<Integer> list){
Random random = new Random();
for(int i = 0;i < 10;i++){
stack.push(random.nextInt(1000));
System.out.println(stack.peek()+"——现在还有"+stack.getLength()+"个元素");
}
Integer temp;
while ((temp = stack.pop())!=null){
list.add(temp);
}
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList();
ArrStack<Integer> stack = new ArrStack();
test(stack,list);
for (Integer i:list) {
System.out.println(i);
}
}
}输出结果
在测试中，我们使用循环对栈先进行入栈，入栈元素分别为377、338、269、107、129、66、101、760、977、786，之后我们又循环出栈到list集合中，出栈顺序为786、977、760、101、66、129、107、268、338、377，从案例中可以看出，栈这种数据结构的特点——先进后出。
三、栈可以解决的问题
1.括号匹配问题
例题：20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）
这种类型的题就适合用栈这种数据结构，这里我用数组集合的做法和栈的做法做比较：
数组做法：
import java.util.ArrayList;
class Solution {
public static boolean isValid(String s) {
ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();
int length = 0;
while(length < s.length()) {
if(list.size()==0){
list.add(s.charAt(length++));
continue;
}
if(list.get(list.size()-1).equals('(')&&s.charAt(length)==')'){
list.remove(list.size()-1);
length++;
continue;
}
if(list.get(list.size()-1).equals('[')&&s.charAt(length)==']'){
list.remove(list.size()-1);
length++;
continue;
}
if(list.get(list.size()-1).equals('{')&&s.charAt(length)=='}'){
list.remove(list.size()-1);
length++;
continue;
}
list.add(s.charAt(length++));
}
return list.isEmpty();
}
}输出结果：
栈做法：
class Solution {
public boolean isValid(String s) {
Stack<Character> stack = new Stack<>();
char[] chars = s.toCharArray();
for(int i = 0;i < chars.length;i++){
if(chars[i]=='('||chars[i]=='['||chars[i]=='{') stack.push(chars[i]);
if(chars[i]==')'||chars[i]==']'||chars[i]=='}'){
if(stack.isEmpty()){
return false;
}
char char_temp = stack.pop();
if(char_temp=='('&&chars[i]!=')') return false;
if(char_temp=='['&&chars[i]!=']') return false;
if(char_temp=='{'&&chars[i]!='}') return false;
}
}
return stack.size()==0;
}
}输出结果：
这里简单说明一下这道题的思路，因为要判断括号是否匹配，则左括号和右括号都是一一对应的，若出现了不对应的情况，则视为不匹配，我们可以遇到左括号时进栈而遇到右括号时出栈，此时，若括号匹配，则栈中现在只有左括号，我们只用判断出栈元素是否与当前循环元素匹配就行，循环结束后，栈应该为空。在这其中，只要有一次匹配失败，则返回false。总结一下，我们一个需要注意这几个要求：
- 入栈元素为左括号
- 遇到右括号出栈
- 判断出栈元素与当前循环元素是否匹配
- 循环结束后，栈是否为空
