我的数据结构和算法学习-栈

307 阅读2分钟

栈结构

栈(stack)结构如图:

stack.png

  1. 栈是一个先入后出(FILO-First In Last Out)的有序列表。
  2. 栈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),另一端为固定的一端,称为栈底(Bottom)。
  3. 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

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。

代码实现

使用数组实现一个简单的栈的,入栈,出栈和打印所有栈元素操作。代码如下:

/**
 * 栈
 * 使用数组模拟栈
 */
public class StackDemo {
​
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>(4);
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(3);
        stack.push(4);
        stack.push(5);
        stack.print();
​
        Integer pop = stack.pop();
        System.out.println(pop);
        stack.print();
    }
​
}
​
class Stack<T> {
​
    /**
     * 栈的最大深度
     */
    private int maxSize;
​
    /**
     * 栈中的数据 使用数组表示
     */
    private T[] values;
​
    /**
     * 栈顶 初始值为-1
     */
    private int top = -1;
​
    public Stack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        this.values = (T[]) new Object[maxSize];
    }
​
    /**
     * 栈是否已满方法
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        return this.top == maxSize - 1;
    }
​
    /**
     * 栈是否是空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return this.top == -1;
    }
​
    /**
     * 入栈
     * @param data
     */
    public void push(T data) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈已满");
            return;
        }
        top++;
        values[top] = data;
    }
​
    /**
     * 出栈
     */
    public T pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("空栈");
        }
        T value = values[top];
        top--;
        return value;
    }
​
    /**
     * 打印栈数据
     */
    public void print() {
        for (int i = 0; i <= top; i++) {
            System.out.printf("元素 %d = %s\n", i, values[i]);;
        }
    }
}

Github地址:github.com/mengshaokun…