栈的介绍

栈,是一种先进后出(FILO)的线性数据结构,主要操作为入栈和出栈。

栈底:最早进入的元素存放的位置。

栈顶:最后进入元素存放的位置(有些栈中将栈顶表示为栈顶元素的下一位置)。

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栈的数组的实现

示例如下:

public class MyStack {
    private int[] array;
    private int top = -1;//用top来表示栈顶,指向栈顶元素
 
    public MyStack(int capacity){
        array = new int[capacity];
    }
 
    public void push(int data) throws Exception{
        if(top >= array.length-1)
            throw new IndexOutOfBoundsException("边界超过范围!");
        else
            array[++top] = data;//先将指针上移,后赋值
    }
 
    public int pop() throws Exception{
        int temp;
        if(top < 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException("栈为空,不能再删除元素!");
        else{
            temp = array[top];
            array[top--] = 0;
        }
        return temp;
    }
 
    public void output(){
        for(int i = 0; i <= top; i++){
            System.out.println(array[i]);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        MyStack myStack = new MyStack(5);
        myStack.push(1);
        myStack.push(3);
        myStack.push(2);
        myStack.pop();
        myStack.push(4);
        myStack.pop();
        myStack.output();
    }
}

栈的链表实现

栈用链表来实现时,和数组实现不同的是,在出栈时,因为我们只有一个top节点来指向栈顶,因此需要从头到尾遍历一遍,来找到栈顶的前一个位置。

具体的实现如下:

public class MyStack_LinkList {
    private static class Node{
        int data;
        Node next;
        Node(int data){
            this.data = data;
        }
    }
    private Node head;//定义链表的头结点
    private Node top;
    private int size;//定义栈中的元素个数
    private int maxSize;
 
    private MyStack_LinkList(int capacity){
        maxSize = capacity;
    }
 
    public void push(int data) throws Exception{
        if(size >= maxSize){
            throw new IndexOutOfBoundsException("栈已满,不能再入栈!");
        }
        Node pushedNode = new Node(data);
        if(size == 0){
            head = pushedNode;
            top = pushedNode;
            pushedNode.next = null;
        }
        else{
            top.next = pushedNode;
            pushedNode.next = null;
            top = pushedNode;
        }
        size++;
    }
 
    public int pop() throws Exception{
        int temp = 0;
        if(size <= 0)
            throw new IndexOutOfBoundsException("栈为空,不能再出栈!");
        else if(size == 1){//当栈中元素个数为1时,单独讨论,需将头节点置为空
            temp = top.data;
            top = null;
        }
        else{
            temp = top.data;
            top = get(size - 1);//此时需遍历一遍链表,用top指向需出栈的上一个节点
            top.next = null;
        }
        size--;
        return temp;
 
    }
 
    /*
    从头到尾查找元素
     */
    public Node get(int index){
        Node temp = head;
        for(int i = 1; i < index; i++){
            temp = temp.next;
        }
        return temp;
    }
 
    public void output(){
        Node temp = head;
        for(int i = 0; i < size; i++){
            System.out.println(temp.data);
            temp = temp.next;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        MyStack_LinkList myStack_linkList = new MyStack_LinkList(5);
        myStack_linkList.push(1);
        myStack_linkList.push(2);
        myStack_linkList.pop();
        myStack_linkList.push(3);
        myStack_linkList.push(5);
        myStack_linkList.output();
    }
}

栈的应用场景

(1)括号匹配判断,用于判断()、{}等是否匹配;

(2)进制转换时,逆向输出转换后的数;

(3)实现递归的逻辑可以用栈来实现;

(4)栈还可以用于面包屑导航,使用户在浏览页面时可以轻松地回溯到上一级或更上一级页面。

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原文地址:java中栈的数组和链表实现发布于2021-11-26 11:12:19