数据结构 - 栈

news2025/1/18 4:36:46

二、栈的实现

1.数组模拟实现栈

设计思想:

方法实现:

Peek(): 偷窥栈顶元素

pop(): 栈顶出栈

push():

2.链表模拟实现

3 . 栈的继承体系

总结

前言

大家好,这篇博客带大家了解一下栈是什么? 并且用两种方式为大家实现一下栈

一、栈是什么？

栈是一种数据结构，它遵循"后进先出"（Last In First Out，LIFO）的原则。栈可以看作是一种特殊的线性表，只能在表的一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶。栈的另一端被称为栈底。

栈中的方法: 栈的基本操作包括入栈（push）和出栈（pop）。入栈将元素放入栈顶，出栈将栈顶元素移除。栈还可以支持其他操作，如获取栈顶元素（top）和判断栈是否为空（empty）。

栈的应用场景 :

1.子程序的调用：在跳往子程序前，会先将下个指令的地址存到堆栈中，直到子程序执行完后再将地址取出，以回到原来的程序中。

2. 处理递归调用：和子程序的调用类似，只是除了储存下一个指令的地址外，也将参数、区域变量等数据存入堆栈中。

3.表达式的转换[中缀表达式转后缀表达式]与求值(实际解决)

4.二叉树的遍历。

5.图形的深度优先(depth一first)搜索法。

二、栈的实现

栈的实现有两种方式: 1.数组模拟实现 2.链表模拟实现

1.数组模拟实现栈

设计思想:

1. 模拟实现栈的数组

2. 数组的容量capacity

3. 指向栈顶的指针

框架代码

public class Stack {
    private int capacity;
    private int top = -1; // 刚开始栈中没有元素,设置初始值为-1
    private int[] stack = new int[capacity];

    public Stack(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }

   // 判断栈是否空的方法
   public Boolean IsEmpty(){
       return top == -1;
   }

   // 判断是否栈满方法
   public Boolean IsFull(){
       return top == capacity - 1;
   }
}

方法实现:

参考[Java参考文档].JDK_API_1_6_zh_CN (1).CHM

Peek(): 偷窥栈顶元素

public int Peek(){
    if(IsEmpty()){
        throw new RuntimeException("栈空!");
    }
    return stack[top];
}

pop(): 栈顶出栈

public int pop(){
    // 判断栈是否为空
    if(IsEmpty()){
        throw new RuntimeException("栈空,无法出栈!");
    }
    int topVal = stack[top];
    top--;
    return topVal;
}

出栈时直接将栈顶元素记录下来,再将top-- 即可,不需要修改top-- 之前stack[top]的值

push():

public void push(int val){
    if(IsFull()){
        throw new StackFullException("栈满!"); // 自定义异常类,来表示栈满
    }
    stack[++top] = val;
}

自定义异常忘了没? JAVA中的深情哥-Exception(异常)-上_喜欢吃animal milk的博客-CSDN博客

2.链表模拟实现

由于链表实现和数组实现差别不是天大,这里直接给出代码

public class ListStack {

    LikedList head = new LikedList(-1);

    public void push(int no){
        LikedList node = new LikedList(no);
        LikedList cur = head;

        while(cur.next != null){
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = node;
    }

    public int pop(){
        LikedList cur = head;
        if(cur.next == null){
            throw new StackEmptyException("栈空");
        }

        while(cur.next.next != null){
            cur = cur.next;
        }
        int value = cur.next.no;
        cur.next = null;
        return value;
    }
}

// 节点类,定义为外部类
class LikedList{
    int no;
    LikedList next;

    public LikedList(int no){
        this.no = no;
    }
}