第四章 Caché 算法与数据结构 栈原理

栈

• 是一种线性数据结构，元素只能先入后出，最早进入的元素存放的位置叫做栈底，最后进入的元素存放的位置叫做栈顶。

数据实现

graph LR
    3 --栈底--- 5
    5 --- 1 
    1 --- 4 
    4 --- 9 
    9 --栈顶--- 6

链表实现

graph LR
    3 --栈底-->5
    5 --> 1 
    1 --> 4 
    4 --> 9 
    9 --栈顶--> 6

入栈

把新元素7入栈,元素7成为栈顶

graph LR
    3 --栈底-->5
    5 --> 1 
    1 --> 4 
    4 --> 9 
    9 --> 6
    6 --栈顶--> 7

出栈

把元素6出栈，元素9成为栈顶

graph LR
    3 --栈底-->5
    5 --> 1 
    1 --> 4 
    4 --栈顶--> 9 

链表实现完整实例

定义链表

Class PHA.YX.Arithmetic.Stack.Node Extends %RegisteredObject
{

Property t;

Property next As Node;

}

定义栈类

Class PHA.YX.Arithmetic.Stack Extends %RegisteredObject
{

/* 定义链表 */
Property head As PHA.YX.Arithmetic.Stack.Node;

/* 入栈 */
Method push(t)
{
	i t="" d
	.throw ##class(PHA.COM.MOB.Exception).%New("参数不能为空！")
	i ..head = "" d
	.s ..head = ##class(PHA.YX.Arithmetic.Stack.Node).%New()
	.s ..head.t = t
	.s ..head.next = ""
	e  d
	.s temp = ..head
	.s ..head = ##class(PHA.YX.Arithmetic.Stack.Node).%New()
	.s ..head.t = t
	.s ..head.next = temp
}

/* 出栈 */
Method pop()
{
	s t = ..head.t
	s ..head = ..head.next
	q t
}

/* 栈顶元素 */
Method peek()
{
	s t = ..head.t
	q t
}

/* 栈空 */
Method isEmpty() As %Boolean
{
	i ..head = "" q ?$YES
	e  q ?$NO
}

}

调用

/// w ##class(PHA.YX.Arithmetic).Stack()
ClassMethod Stack()
{
	#dim stack as PHA.YX.Arithmetic.Stack = ##class(PHA.YX.Arithmetic.Stack).%New()
	d stack.push("Java")
	d stack.push("Kotlin")
	d stack.push("Caché")
	w stack.pop(),!
	w stack.pop(),!
	d stack.push("Andorid")
	w stack.pop(),!
	w stack.pop(),!

	q ""
}

DHC-APP>w ##class(PHA.YX.Arithmetic).Stack()
Caché
Kotlin
Andorid
Java

复杂度

入栈和出栈只会影响到最后一个元素，不涉及其他元素的整体移动，所以无论是以数组还是以链表实现，入栈，出栈的时间复杂度都是O(1)

应用

• 栈的输出顺序和输入顺序相反，所以通常用于对历史的回溯
• 例如面包屑导航，使用户在浏览页面时可以轻松地回溯上一级或更上一级页面。
• 安卓中actvity的堆叠。
• Caché 中方法调用的堆叠。

小思考

如何用数组来实现