栈和队列

本章主要介绍栈、队列

栈、队列与数组结构类型差异性

数组更多的是用来进行数据的存储，纯粹用来存储数据的数据结构，本章所讲的数据结构和算法更多地是作为程序员工具来使用，主要作为构思算法的辅助工具。这些数据结构的生命周期比数据库类型的结构要短得多，在程序执行期间它们才被创建，通常用它们去执行某项特殊的业务，执行完成之后，它们就被销毁。

数组知道下标可直接访问数据项或者顺序搜索数据项，访问到数组中的各数据项，本章中数据结构是访问受限的，在特定时刻只有一个数据项可以被读取或者删除。

栈、队列、优先级比数组和其他数据存储结构更加抽象。主要通过接口对它们进行定义，接口表明了通过它们可以完成的操作，而主要实现机制对用户来说不可见。

一、栈

1.栈的特点
只能在一端进行插入和删除，后进先出，线性表。

2.栈使用场景
①单词逆序

public static void stringReverse(){
        Stack stack = new Stack();
        String str = "andy lau";
        char[] cha = str.toCharArray();
        for(char c : cha){
            stack.push(c);
        }
        while(!stack.isEmpty()){
            System.out.print(stack.pop());
        }
    }

②分隔符匹配

public static void delimiterMatch(){
        Stack stack = new Stack();
        String str = "12<a[b{c}]>";
        char[] cha = str.toCharArray();
        for(char c : cha){
            switch (c) {
                case '{':
                case '[':
                case '<':
                    System.out.println(c);
                    stack.push(c);
                    break;
                case '}':
                case ']':
                case '>':
                    System.out.println(c);
                    if(!stack.isEmpty()){
                        char ch = stack.pop().toString().toCharArray()[0];
                        if(c=='}' && ch != '{'
                                || c==']' && ch != '['
                                || c==')' && ch != '('){
                            System.out.println("Error:"+ch+"-"+c);
                        }
                    }
                    break;
                default:
                    System.out.println(c);
                    break;
            }
        }
    }

3.栈的效率：数据项入栈和出栈时间复杂度为常数O(1)，栈操作所耗时间不依赖于栈中数据项个数，因此操作时间很短，栈不需要比较和移动操作。

二、队列

队列（queue）是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队，从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入，另一端删除，所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除，故队列又称为先进先出（FIFO）线性表。

队列类型：
①、单向队列（Queue）：只能在一端插入数据，另一端删除数据。
②、双向队列（Deque）：每一端都可以进行插入数据和删除数据操作。
③、优先级队列：优先级队列的数据项按照关键字进行排序，关键字最小（或者最大）的数据项往往在队列的最前面，而数据项在插入的时候都会插入到合适的位置以确保队列的有序。

队列简介：
https://www.cnblogs.com/ysocean/p/7921930.html

总结：
本章主要介绍了队列的三种形式，分别是单向队列、双向队列以及优先级队列。其实大家听名字也可以听得出来他们之间的区别，单向队列遵循先进先出的原则，而且一端只能插入，另一端只能删除。双向队列则两端都可插入和删除，如果限制双向队列的某一段的方法，则可以达到和单向队列同样的功能。最后优先级队列，则是在插入元素的时候进行了优先级别排序，在实际应用中单项队列和优先级队列使用的比较多。后面讲解了堆这种数据结构，我们会用堆来实现优先级队列，改善优先级队列插入元素的时间。

①、栈、队列（单向队列）、优先级队列通常是用来简化某些程序操作的数据结构，而不是主要作为存储数据的。
②、在这些数据结构中，只有一个数据项可以被访问。
③、栈允许在栈顶压入数据，在栈顶弹出数据，但是只能访问最后一个插入的数据项，也就是栈顶元素。
④、队列（单向队列）只能在队尾插入数据，对头删除数据，并且只能访问对头的数据。而且队列还可以实现循环队列，它基于数组，数组下标可以从数组末端绕回到数组的开始位置。
⑤、优先级队列是有序的插入数据，并且只能访问当前元素中优先级别最大（或最小）的元素。
⑥、这些数据结构都能由数组实现，也可以用别的机制（链表、堆等）实现。