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栈概念

栈（stack），有些地方称为堆栈，是一种容器，可存入数据元素、访问元素、删除元素，它的特点在于只能允许在容器的一端（称为栈顶端指标，英语：top）进行加入数据（英语：push）和输出数据（英语：pop）的运算。没有了位置概念，保证任何时候可以访问、删除的元素都是此前最后存入的那个元素，确定了一种默认的访问顺序。

由于栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出的原理运作。

栈可以用顺序表实现，也可以用链表实现。

在这里插入图片描述

栈的应用场景

1.子程序的调用：在跳往子程序前，会先将下一个指令的地址存到堆栈中直到子程序执行完毕后再将地址取出，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.图形的深度优化（depth-first）搜索法。

栈的操作

Stack() 创建一个新的空栈
push(element) 添加一个新的元素element到栈顶
pop() 取出栈顶元素
peek() 返回栈顶元素
is_empty() 判断栈是否为空
size() 返回栈的元素个数

实现类：

package mystack;

public class MyStack {

    //栈的底层使用数组来存储数据
    //private int[] elements;
    int[] elements; //测试时使用

    public MyStack() {
        elements = new int[0];
    }

    //添加元素
    public void push(int element) {
        //创建一个新的数组
        int[] newArr = new int[elements.length + 1];
        //把原数组中的元素复制到新数组中
        for (int i = 0; i < elements.length; i++) {
            newArr[i] = elements[i];
        }
        //把添加的元素放入新数组中
        newArr[elements.length] = element;
        //使用新数组替换旧数组
        elements = newArr;
    }

    //取出栈顶元素
    public int pop() {
        //当栈中没有元素
        if (is_empty()) {
            throw new RuntimeException("栈空");
        }
        //取出数组的最后一个元素
        int element = elements[elements.length - 1];
        //创建一个新数组
        int[] newArr = new int[elements.length - 1];
        //原数组中除了最后一个元素其他元素放入新数组
        for (int i = 0; i < elements.length - 1; i++) {
            newArr[i] = elements[i];
        }
        elements = newArr;
        return element;
    }

    //查看栈顶元素
    public int peek() {
        return elements[elements.length - 1];
    }

    //判断栈是否为空
    public boolean is_empty() {
        return elements.length == 0;
    }

    //查看栈的元素个数
    public int size() {
        return elements.length;
    }
}

测试类：

package mystack;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyStack ms = new MyStack();
        //添加元素
        ms.push(9);
        ms.push(8);
        ms.push(7);

        //取出栈顶元素
//        System.out.println(ms.pop()); //7
//        System.out.println(ms.pop()); //8
//        System.out.println(ms.pop()); //9

        //查看栈顶元素
        System.out.println(ms.peek()); //7
        System.out.println(ms.peek()); //7

        //查看栈中元素个数
        System.out.println(ms.size()); //3
    }
}

数组结构与算法之栈

栈概念

栈的应用场景

栈的操作