这是系列文章，每篇文章末尾均附有源代码地址。目的是通过模拟集合框架的简单实现，从而对常用的数据结构和
java集合有个大概的了解。当然实现没有java集合的实现那么复杂，功能也没有那么强大，但是可以通过这些简单的实现窥探到底层的一些共性原理。
一. 顺序栈
在前面的文章自己实现集合框架(十一):栈接口中介绍了栈的相关概念，那么什么是顺序栈呢?顺序栈指采用顺序储存结构储存数据元素的栈，比如采用数组来存放数据元素。栈的特点是只能在栈顶进行操作，后进先出，所以A,B,C,D四个元素的出栈入栈状态变化过程如下图所示：
二. 顺序栈实现
1. 定义顺序栈
在前面的文章自己实现集合框架(十一):栈接口中已经定义了栈接口，顺序栈类SeqStack实现栈接口SStack类，并实现栈接口中定义的方法，代码如下所示：
package org.light4j.dataStructure.linearList.stack.sequence;
import org.light4j.dataStructure.linearList.stack.SStack;
public class SeqStack<E> implements SStack<E> {
private Object[] value;// 储存栈的数据元素的数组
private int top;// 栈顶元素下标
public SeqStack() {// 构造默认容量的空栈
this(16);// 初始化栈的容量为16
}
public SeqStack(int capacity) {// 构造指定容量的空栈
this.value = new Object[Math.abs(capacity)];
this.top = -1;// 栈顶下标初始化为-1
}
}代码解释：
① 定义了两个构造函数，一个无参的构造函数，栈的容量默认是
16，另外一个有参的构造函数，可以指定栈的容量。②
Math.abs(capacity)取栈容量的绝对值，做容错处理，防止传入负数的情况。
2. 判断栈是否为空
/**
* 判断栈是否为空，若为空则返回true
*
* @return
*/
@Override
public boolean isEmpty() {
return this.top == -1;
}代码解释：
① 判断栈是否为空的条件是根据栈顶元素的索引
top是否为-1作为依据。
3. 入栈
/**
* 元素入栈，成为新的栈顶元素，若操作成功返回true
*/
@Override
public boolean push(E element) {
if (element == null) {// 元素不允许为空
return false;
}
if (this.top == value.length - 1) {// 栈满则需要扩充容量
Object[] temp = this.value;
this.value = new Object[temp.length * 2];// 扩充数组容量为原来的数组容量的两倍
for (int i = 0; i < temp.length; i++) {// 复制元素到新的数组
this.value[i] = temp[i];
}
}
this.top++;// 栈顶加1
this.value[top] = element;// 把入栈的元素置于栈顶
return true;
}4.出栈
/**
* 元素出栈，返回当前栈顶元素，栈顶元素改变，若栈为空则返回null
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
public E pop() {
if (isEmpty()) {// 如果是空栈则返回null
return null;
}
return (E) this.value[top--];// 取出栈顶元素,栈顶元素改变,top减1
}5. 取栈顶元素
/**
* 取栈顶元素值，元素未出栈，栈顶元素未改变
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
public E get() {// 如果是空栈则返回null
if (isEmpty()) {
return null;
}
return (E) this.value[top];// 返回栈顶元素，栈顶元素未改变,top不变
}6.重写toString()方法
/**
* 返回栈中各元素的字符串表示
*/
@Override
public String toString() {
String str = "(";
for (int i = top; i >= 0; i--) {// 从栈顶开始遍历
if (this.value[i] != null) {
if (i == 0) {// i为0则是栈底元素
str += this.value[i];
// break;// 遍历完栈顶元素跳出循环
} else {
str += this.value[i] + ",";
}
}
}
return str + ")";
}代码解释：
① 返回栈中各元素的字符串表示，从栈顶开始遍历到栈底元素结束。
三. 测试
package org.light4j.dataStructure.linearList.stack.sequence;
import org.light4j.dataStructure.linearList.stack.SStack;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
SStack<String> stack = new SeqStack<String>();
System.out.println(stack.isEmpty());//判空
stack.push("A");//入栈
stack.push("B");
stack.push("C");
System.out.println(stack.toString());
stack.pop();// 出栈
stack.push("D");
stack.get();// 取栈顶元素
System.out.println(stack.toString());
System.out.println(stack.isEmpty());//判空
}
}运行结果如下图所示：
四.时间复杂度分析
由于栈只能在栈顶位置进行插入和删除，所以入栈push()，出栈pop()和获取栈顶元素get()的时间复杂度为O(1)，当需要扩充容量时，入栈操作push()的时间复杂度为O(n)。
五.源代码示例
打赏 欢迎关注人生设计师的微信公众账号
公众号ID：longjiazuoA
