数据结构之栈

最新推荐文章于 2024-09-05 16:03:39 发布

Emperor10

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分类专栏：数据结构文章标签：数据结构 java 栈

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本文详细介绍了栈的概念，包括它的基本操作如压栈、出栈和获取栈顶元素。栈是一种遵循后进先出原则的数据结构，文章中提到了两种实现方式：顺序栈和链栈。在Java中，顺序栈通常基于数组实现，而链栈则使用链表。对于顺序栈，文章给出了判断栈满和栈空的方法，以及入栈和出栈的操作实现。讨论了链栈的效率，指出头插法实现链栈具有更高的效率。

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文章目录

1 概念

一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈
顶，另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO（Last In First Out）的原则。
压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。
出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据在栈顶。

2 底层继承

如下图所示，Java中的Stack继承于Vctor，但是Vector在Java已经过时了，我们现在用的是栈，他的底层是一个数组，所以由此又可以分为顺序栈和链栈。
在这里插入图片描述

3 顺序栈

判断栈满

public boolean empty(){
        return this.top == 0;
    }

判断栈空

public boolean isFull(){
        return this.elem.length == this.top;
    }

入栈操作

public void push(int item) {
        //1、判断当前栈是否是满的
        if(isFull()){
            this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length); //扩容
        }
        //2、elem[top] = item  top++;
        this.elem[this.top++] = item;
    }

出栈操作

public int pop() {
        if(empty()) {
            throw new UnsupportedOperationException("栈为空！");
        }
        int ret = this.elem[this.top-1];
        this.top--;//真正的改变了top的值
        return ret;
    }

得到栈顶元素，但是不删除

public int peek() {
        if(empty()) {
            throw new UnsupportedOperationException("栈为空！");
        }
        //this.top--;//真正的改变了top的值
        return this.elem[this.top-1];
    }

4 链栈

Q：1.3中的栈是数组实现的，我们称其为顺序栈，那么换个思路，栈能否用链表来实现？

如下图所示，分别是尾插法和头插法进行入栈操作创建的栈。我们分析一下这个过程，尾插法进行入栈操作时，每一次都要找栈顶元素入栈，也就是说需要遍历一次链表，所以时间复杂度为O(N)，而头插法直接插到头节点前面即可，无需遍历，所以时间复杂度为O(1)，由此得出结论：
采用头插法实现链表栈效率最高； 在这里插入图片描述