【数据结构】如何用单链表实现栈？

一、前言

工作之余，学习一下数据结构与算法，今天学习数据结构：“栈”。
相信各位帅气的程序员对这个栈是相当的熟悉。
但是笔者就总有一个臭毛病：一看就会，一写就拉稀。
所以今天小编就自己动手亲自用单向链表实现“栈”

二、什么是栈？

• 小编的理解：
  • 一串有顺序的结构
  • 只能从同一个位置取出元素或者添加元素
  • 不能从中间存元素或者取元素
• 百度百科

接下来，就进入到运用单链表实现有限容量的栈，实操开始。

三、链表节点

• 既然是用链表来实现栈，那么首先就必须有一个链表节点，出于简单考虑，只用两个成员变量，即
  • 1.整形数值
  • 2.指向下一个节点的指针

/**
 * 链表栈的节点
 */
class LinkedStackNode{
   
   
	//用于表示数值
    private int number;
    //用于指向下一个节点的指针
    private LinkedStackNode next;


    public LinkedStackNode(int number) {
   
   
        this.number = number;
    }
	//此处省略getter方法和setter方法
}

四、栈结构的定义

• maxSize：因为定义栈的容量，所以我们需要定义一个栈的最大容量：maxSize
• first：因为是用单链表实现，所以我们需要在栈结构中定义一个链表元素的指针，用来指向单链表的第一个元素，这里的并不是栈顶
• top：因为定义的栈是有容量要求的，所以，还需要一个变量，来记录栈中元素的数量。

class LinkedStack{
   
   
    //定义栈的大小
    private int maxSize;
    //链表模拟栈，
    private LinkedStackNode first;
    //top表示栈顶，初始化是-1
    private int top;

    /**
     * 构造方法
     * @param maxSize 栈的大小
     */
    public LinkedStack(int maxSize) {
   
   
        this.maxSize = maxSize;
        top = -1;
    }
}

• 另外还有一个构造方法，来给初始变量赋值。

五、栈空判断

    /**
     * 判断栈是否为null
     * @return 结果
     */
    public boolean isEmpty(){
   
   
        return top == -1;
    }

六、栈满判断

    /**
     * 判断栈是否满了
     * @return
     */
    public boolean isFull(){
   
   
        return top+1 == maxSize;
    }

七、入栈push(int value) 实现

1.入栈逻辑

• 1.首先判断栈是否满了，如果满了则不能添加，给出提示，直接返回
• 2.新创建一个节点，用于添加到链表上
• 3.将top++,表示链表中的元素新增了一个
• 4.判断头元素是否为null,如果是null,代表是第一个元素,则直接让新元素当第一个元素
• 5.如果头元素不是null,则证明，此时链表中已经有元素，则将新元素添加上即可
  • 5.1.获取到链表的尾部
  • 5.2.将链表添加上去

2.入栈代码实现

    /**
     * 入栈
     * @param value 入栈的元素
     */
    public void push(int value){
   
   
        //1、判断栈是否满了
        if(this.isFull()){
   
   
            System.out.println("栈已经满了,不能再添加元素");
            return;
        }

        //2、新创建一个节点，用于添加到链表上
        LinkedStackNode node = new LinkedStackNode(value);

        //3、将top++,表示链表中的元素新增了一个
        top++;
        
        //4、判断头元素是否为null,如果是null,代表是第一个元素,则直接让新元素当第一个元素
        if(first == null){
   
   
            first = node;
            return;
        }

        //5.如果头元素不是null,则证明，此时链表中已经有元素，则将新元素添加上即可
        //5.1获取到链表的尾部
        LinkedStackNode middleNode = first;
        while (middleNode.getNext() != null){
   
   
            middleNode = middleNode.getNext();
        }
        //5.2将新元素添加上去
        middleNode.setNext(node);
    }

八、出栈pop()实现

1.入栈逻辑

• 1.首先判断栈是否为空栈，如果为空栈，直接返回
• 2.将链表的数量减一
• 3.如果链表中是否只有一个元素
  • 3.1此时将first指向的元素存放到一个变量中
  • 3.2.将first元素变成null
  • 3.3.返回旧的first元素，即3.1预存起来的元素
• 4.如果链表中有大于一个元素
  • 4.1.定义