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栈的介绍

1）栈的英文为（stack）

2）栈是一个先入后出( FILO-First In Last Out)的有序列表。

3）栈(stack)是限制线性表中元素的插入和删除只能在线性表的同一端进行的一种特殊线性表。允许插入和删除的一端，为变化的一端，称为栈顶(Top) ，另—端为固定的一端，称为栈底(Bottom) 。

4）根据栈的定义可知，最先放入栈中元素在栈底，最后放入的元素在栈顶，而删除元素刚好相反，最后放入的元素最先删除，最先放入的元素最后删除

5）图解方式说明出栈（pop）和入栈（push）的概念

简单来说：其中每进入一个元素，栈顶（top）就加一，而每出栈一次top减一。这两步操作，栈底（bottom）都是不动的！

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)。（在之后我会写出来）

4)二叉树的遍历。

5)图形的深度优先(depth—first)搜索法。

数组模拟栈

粗略分析

1)用数组模拟栈的使用，由于栈是一种有序列表，当然可以使用数组的结构来储存栈的数据内容，下面我们就用数组模拟栈的出栈，入栈等操作。

2）实现思路分析，示意图如下图

思路分析

1.使用数组来模拟栈

2.定义一个top来表示栈顶，初始化为-1

3.入栈的操作，当有数据打入到栈时，top++；stack[top] = data；

4.出栈的操作，int value = stack[top]; top--;return value;

代码实现

class ArrayStack{
    private int maxSize;
    private int[] stack;
    private int top = -1;

    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //栈满
    public boolean isFull(){
        return top == maxSize -1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }
    //入栈
    public void push(int value){
        if(isFull()){
            System.out.println("栈满，不能入栈~~");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈
    public int pop(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空，没有数据~~");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //显示栈的情况【遍历栈】，遍历时，需要从栈顶开始显示数据
    public void list(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("栈空，没有数据~~");
            return ;
        }
        for(int i = top; i >= 0; i--){
            System.out.printf("stack[%d] = %d \n",i,stack[i]);
        }
    }
}

测试代码

import java.util.Scanner;

public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试一下ArrayStack是否正确
        ArrayStack arrayStack = new ArrayStack(4);
        String key = "";
        boolean loop = true;//控制是否退出菜单
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while(loop){
            System.out.println("show:表示显示栈");
            System.out.println("exit:退出程序");
            System.out.println("push:表示添加数据到栈（入栈）");
            System.out.println("pop:表示从栈取出数据（出栈）");
            System.out.println("请输出你的选择");
            key = sc.next();
            switch (key){
                case "show":
                    arrayStack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int value = sc.nextInt();
                    arrayStack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try{
                        int res = arrayStack.pop();
                        System.out.printf("出栈的数据是%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "exit":
                    sc.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~~");
    }
}