栈的数据结构实现-优快云博客

栈的定义

栈是计算机科学中非常基础和重要的一种数据结构，它在计算机相关领域中有着广泛的应用，典型的编程语言中的函数调用，编译器便是采取栈这种结构来组织环境的。数据结构就是数据的组织方式，不同的组织方式，对于集合中元素的选取存在差异。

实现

package org.util.ds;

import java.util.Random;

/**
 * 栈
 * @author Weibing Long
 * @since 2018.04.16
 * @param <Item> 泛型
 */
public class Stack<Item> {
    private Node root;  // 根节点
    private int n;  // 栈元素个数

    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
        Random random = new Random();
        System.out.println("进栈");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int x = random.nextInt();
            stack.push(x);
            System.out.println(x);
        }
        System.out.println("出栈");
        while (stack.size() > 0)
            System.out.println(stack.pop());
    }

    /**
     * 进栈
     * @param item 进栈元素
     */
    public void push(Item item) {
        if (item == null)
            throw new NullPointerException("参数不能为空");
        if (root == null) {
            root = new Node();
            root.item = item;
            root.next = root;
        } else {
            Node temp = root;
            root = new Node();
            root.item = item;
            root.next = temp;
        }
        n++;
    }

    /**
     * 出栈
     * @return 出栈元素
     */
    public Item pop() {
        if (n == 0)
            throw new NullPointerException("栈中元素为空！");
        Item item = root.item;
        root = root.next;
        n--;
        return item;
    }

    /**
     * 栈中元素的个数
     * @return 元素个数
     */
    public int size() {
        return n;
    }

    // 定义节点
    private class Node {
        private Item item;
        private Node next;  
    }
}

一些细节

代码中定义了节点类

private class Node {
        private Item item;
        private Node next;  
}

然后利用单链表来实现，节点的定义体现了单链表结构，即值与指向另一个节点的指针（这里用引用更恰当，但其他资料一般说为指针）。
至于本代码是头插法还是尾插法我也不区别了，因为关键在于理解内部原理和区分引用和在内存中的对象，不然容易报空指针异常。

同时，代码使用的泛型这一高级属性，提高了代码的重用率，可以包容几乎所有的对象。当然，所有的对象类型必须一致。

实现二

上面的代码是基于单链表的栈实现，下面是基于数组的实现：

/** 
 * 数组实现 
 * @author Wee bing 
 * @param <Item> 
 */  
public class MyStack<Item> {  

    private Object[] myArray = null;//元素容器  
    private int capacity = 0;//元素容量  
    private int n = 0;//元素个数  

    public MyStack() {  
        capacity = 2;  
        myArray = new Object[capacity];  
    }  

    public MyStack(int capacity) {  
        this.capacity = capacity;  
        myArray = new Object[capacity];  
    }  

    //插入元素  
    public void push(Item item) {  
        if (n >= capacity/2) {  
            capacity *= 2;  
            Object[] temp = new Object[capacity];  
            for (int i = 0; i < capacity/2; i++)  
                temp[i] = myArray[i];  
            myArray = temp;  
        }     
        myArray[n++] = item;  
    }  

    public Item peek() {  
        if (n == 0)  
            return null;  
        Item item = (Item) myArray[n-1];  
        return item;  
    }  

    //删除元素  
    public Item pop() {   
        if (isEmpty()) throw new NullPointerException();  
        Item item = (Item) (myArray[--n]);  
        myArray[n] = null;  
        return item;  
    }  

    //元素个数  
    public int size() {  
        return n;  
    }  

    //是否为空  
    public boolean isEmpty() {  
        return n == 0;  
    }  

    //测试  
    public static void main(String[] args) {  

    }  
}