堆栈

堆栈介绍

堆栈（stack),是数据结构的一种，特点是先进后出、后进先出。他也是一种操作受限的线性表。

在使用的时候，可以把它想象为家里面的盘子，洗刷过后放在最上面的都是要先拿出来使用的。也就是说最后放进去的要先拿出来。然后再依次拿里面内部的。这就是后进先出的原则。

栈是线性的，虽然拥有两个端，但是只允许在一个端进行操作进和出。这也是为什么栈操作受限的原因。

栈的操作：

只有两种：push和pop ，push(压入) 表示往栈中插入数据，也叫入栈。 pop(弹出) 表示从栈中删除数据。也叫做出栈。

栈的实现

1. 可以使用数组
2. 可以使用链表

栈的大小

栈的大小随时都可以改变，栈的空间大小不可变。

顺序栈

用数组实现的栈。
顺序栈的实现非常简单。先初始化一个数组，然后再用一个变量给这个数组里的元素进行计数，当有新元素需要入栈的时候，将这个新元素写入到数组的最后一个元素的后面，然后计数器加一。当需要做出栈操作时，将数组中最后一个元素返回，计数器减一。

代码实现

package com.example.oauth_learn;

public class Test {

    /**
     * 用数组实现栈，最主要的是要在类的内部定义一个数组，
     * 并且这个数组要具有一定的大小，要在定义栈的时候定义好
     */

        private static final String TAG = "ArrayStack";
        private Object[] contents;
        private int top = -1;
        private int bottom = -1;
        private int SIZE = 10;//有一个初始值大小
// 构造函数
        public Test()
        {
            contents = new Object[SIZE];
            top = -1;
        }
// 入栈操作
        public int push(Object obj) throws Exception
        {
            if (top > SIZE) throw new Exception("栈已经满了！");
            top++;
            contents[top] = obj;
            return top;
        }
// 出栈操作
        public Object pop() throws Exception
        {
            if (top == bottom) throw new Exception("栈已经空了！");
            Object obj = contents[top];
            contents[top] = null;
            top--;
            return obj;
        }

        public boolean isEmpty()
        {
            return top == bottom;
        }

        public int getSize()
        {
            return top + 1;
        }

        public void display() throws Exception
        {
            if (getSize() == 0) throw new Exception("空栈!");
            for (int i=getSize()-1;i>=0;i--)
            {
                System.out.print(contents[i].toString() + "->");
            }
            System.out.println("");
        }

        public static void main(String[] args) throws Exception
        {
            Test as = new Test();
            //as.display();
            as.push("你好");
            as.push("q");
            as.push("werewrwer");
            as.push("weee");
            as.push("we123");
            as.push("ertte");
            as.push("ggmt");
            as.display();
            as.pop();
            System.out.println(as.getSize());
            as.pop();
            as.display();

        }


    }

在顺序栈里面，入栈之前需要先判断栈是否满了，如果数组大小等于计数器大小，则表示已经满了。然后在入栈的时候需要把这个新元素写到数组的最后一个元素后面，然后计数器加一。需要进行出栈的时候则把最后一个元素返回，计数器减一。出栈的时候也要进行判断数组是不是空数组，如果计数器是0则表示是空数组。

链式栈

实现思路：

实现思路是先定义一个链表节点的类，基于这个类去定义一个头节点Head。当有新元素需要入栈的时候，将这个新元素的Next指针指向头结点Head的Next节点，然后再将Head的Next指向这个新节点。当需要做出栈操作时，直接将Head所指向的节点返回，同时让Head指向下一个节点。
当然，在入栈和出栈时都需要判断链表是否为空的情况。
链式栈的入栈和出栈都是在处理头部节点，所以操作很简单，其时间和空间复杂度均为O(1)。

代码实现：

package com.ietree.basic.datastructure.stack;

/**
 * 链栈
 *
 * Created by ietree
 * 2017/4/29
 */
public class LinkStack<T> {

    // 定义一个内部类Node，Node实例代表链栈的节点
    private class Node {

        // 保存节点的数据
        private T data;
        // 指向下个节点的引用
        private Node next;
        // 无参构造器
        public Node() {
        }
        // 初始化全部属性的构造器
        public Node(T data, Node next) {

            this.data = data;
            this.next = next;

        }

    }
    // 保存该链栈的栈顶元素
    private Node top;
    // 保存该链栈中已包含的节点数
    private int size;
    // 创建空链栈
    public LinkStack() {
        // 空链栈，top的值为null
        top = null;

    }

    // 以指定数据元素来创建链栈，该链栈只有一个元素
    public LinkStack(T element) {

        top = new Node(element, null);
        size++;

    }

    // 返回链栈的长度
    public int length() {

        return size;

    }

    // 进栈
    public void push(T element) {

        // 让top指向新创建的元素，新元素的next引用指向原来的栈顶元素
        top = new Node(element, top);
        size++;

    }

    // 出栈
    public T pop() {

        Node oldTop = top;
        // 让top引用指向原栈顶元素的下一个元素
        top = top.next;
        // 释放原栈顶元素的next引用
        oldTop.next = null;
        size--;
        return oldTop.data;

    }

    // 访问栈顶元素，但不删除栈顶元素
    public T peek(){

        return top.data;

    }

    // 判断链栈是否为空栈
    public boolean empty() {

        return size == 0;

    }

    // 请空链栈
    public void clear() {

        top = null;
        size = 0;

    }

    public String toString() {

        // 链栈为空栈时
        if (empty()) {

            return "[]";

        } else {

            StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
            for (Node current = top; current != null; current = current.next) {

                sb.append(current.data.toString() + ", ");

            }

            int len = sb.length();
            return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
        }

    }

}

然后测试使用

package com.ietree.basic.datastructure.stack;

/**
 * Created by ietree
 * 2017/4/29
 */
public class LinkStackTest {

    public static void main(String[] args) {

        LinkStack<String> stack = new LinkStack<String>();

        stack.push("aaaa");
        stack.push("bbbb");
        stack.push("cccc");
        stack.push("dddd");
        System.out.println(stack);

        System.out.println("访问栈顶元素：" + stack.peek());

        System.out.println("第一次弹出栈顶元素：" + stack.pop());

        System.out.println("第二次弹出栈顶元素：" + stack.pop());

        System.out.println("两次pop之后的栈：" + stack);

    }

}