Java学习手册:(数据结构与算法-栈与队列)如何实现栈?

本文详细介绍了使用数组和链表两种不同数据结构实现栈的基本原理和具体代码实现。通过对比,读者可以理解栈的运作机制及其在不同场景下的适用性。

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算法思想:

方法一:采用数组的方式来实现栈,以下只是简单的实现,没有对进栈、出栈进行同步操作,过程是非线程安全的。

方法二:采用链表的方式来实现栈,以下只是简单的实现,没有对进栈、出栈进行同步操作,过程是非线程安全的。

方法一代码如下:

package com.haobi;

import java.util.Arrays;

/*
 * 用数组来实现栈
 */
public class MyStack<E>{
	private Object[] stack;
	private int size;//数组中存储元素的个数
	public MyStack() {
		stack = new Object[10];//初始长度为10
	}
	//判断栈是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return size == 0;
	}
	
	//栈顶元素
	public E peek() {
		if(isEmpty()) {
			return null;
		}
		return (E)stack[size-1];
	}
	
	//出栈
	public E pop() {
		E e = peek();
		stack[size - 1] = null;
		size--;
		return e;
	}
	
	//入栈
	public E push(E item) {
		ensureCapacity(size+1);
		stack[size++] = item;
		return item;
	}
	
	//判断数组是否已满,若已满,则扩充数组空间
	private void ensureCapacity(int size) {
		int len = stack.length;
		if(size>len) {//数组已满
			int newLen = 10;//每次数组扩充的容量
			//Arrays.copyOf用于复制指定的数组内容以达到扩容的目的
			//该方法对不同的基本数据类型都有对应的重载方法
			stack = Arrays.copyOf(stack, newLen);
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MyStack<Integer> s = new MyStack<Integer>();
		s.push(1);//进栈
		s.push(2);//进栈
		s.push(3);//进栈
		System.out.println("栈中元素个数为:"+s.size);
		System.out.println("栈顶元素为:"+s.pop());//输出栈顶元素,并进行出栈操作
		System.out.println("栈顶元素为:"+s.pop());//输出栈顶元素,并进行出栈操作		
	}
}

程序输出结果如下:

栈中元素个数为:3
栈顶元素为:3
栈顶元素为:2
 

方法二代码如下:

package com.haobi;
/*
 * 用链表来实现栈
 */
class Node<E>{
	Node<E> next = null;
	E data;
	public Node(E data) {
		this.data = data;
	}
}

public class Stack<E> {
	Node<E> top = null;
	//判断是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return top == null;
	}
	//入栈
	public void push(E data) {
		Node<E> newNode = new Node<E>(data);
		newNode.next = top;
		top = newNode;
	}
	//出栈
	public E pop() {
		if(this.isEmpty())
			return null;
		E data = top.data;
		top = top.next;
		return data;
	}
	//栈顶元素
	public E peek() {
		if(isEmpty()) {
			return null;
		}
		return top.data;
	}
	public static void main(String[] args) {
		Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
		s.push(1);//进栈
		s.push(2);//进栈
		s.push(3);//进栈
		System.out.println("栈顶元素为:"+s.peek());//输出栈顶元素
		s.pop();//出栈
		System.out.println("栈顶元素为:"+s.peek());//输出栈顶元素
	}
}

程序输出结果如下:

栈顶元素为:3
栈顶元素为:2
 

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