栈的原理与应用-优快云博客

栈的介绍

栈不同于队列，栈是一个先进后出(FILO)的有序列表。
栈是一种特殊的线性表。它限制了线性表中元素的插入和删除只能在线性表的同一端进行。允许插入和删除的一端，称为栈顶，另一端为固定的一端，称为栈底。
最先放入栈中的元素在栈底，最后放入的元素在栈顶。删除元素刚好相反，最后放入的元素最先删除，最先放入的元素最后删除。

应用场景

子程序的调用：在跳往子程序前，会先将下个指令的地址存到堆栈中，直到子程序执行完后再将地址取出，以回到原来的程序中。
处理递归调用：和子程序的调用类似，只是除了储存下一个指令的地址外，也将参数、区域变量等数据存入堆栈中。
表达式的转换[ 中缀表达式转后缀表达式 ]与求值。
二叉树的遍历。
图形的深度优先(depth 一 first)搜索法。

使用数组模拟栈(代码实现)

思路分析：

定义一个top来表示栈顶，初始化为 -1；
入栈：当有数据加入到栈中，top++; stack[top] = data;
出栈：int value = stack[top]; top–; return value;

public class ArrayStack {

    /**
     * 栈的大小
     */
    private int maxSize;

    /**
     * 数组，数组模拟栈
     */
    private int[] stack;

    /**
     * 栈顶，初始化为 -1
     */
    private int top = -1;

    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    /**
     * TODO 判断栈 满
     */
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    /**
     * TODO 判断栈 空
     */
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    /**
     * TODO 入栈
     */
    public void push(int val) {
        if (isFull()) {
            System.err.println("入栈失败，栈已满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = val;
    }

    /**
     * TODO 出栈
     */
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("出栈失败，栈为空");
        }
        int val = stack[top];
        top--;
        return val;
    }

    /**
     * TODO 遍历，从栈顶开始
     */
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.err.println("出栈失败，栈为空");
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }
}

编写测试代码

    public static void main(String[] args) {

        ArrayStack stack = new ArrayStack(5);
        String key = "";
        boolean loop = true;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        while (loop) {
            System.out.println("s 显示栈");
            System.out.println("e 退出程序");
            System.out.println("push 入栈");
            System.out.println("pop 出栈");
            System.out.println("----------------");
            System.out.println("请选择:");
            key = sc.next();
            switch (key) {
                case "s":
                    stack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int val = sc.nextInt();
                    stack.push(val);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int res = stack.pop();
                        System.out.println("出栈的数据是:" + res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "e":
                    sc.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序已退出");
    }