手写栈和队列，学到了，赶紧记下来哈哈

手写栈和队列，学到了，赶紧记下来哈哈

我们知道，在数组中，若知道数据项的下标，便可立即访问该数据项，或者通过顺序搜索数据项，访问到数组中的各个数据项。但是栈和队列不同，它们的访问是受限制的，即在特定时刻只有一个数据项可以被读取或者被删除。众所周知，栈是先进后出，只能访问栈顶的数据，队列是先进先出，只能访问头部数据。这里不再赘述。

栈的主要机制可以用数组来实现，也可以用链表来实现，下面用数组来实现栈的基本操作：

public class ArrayStack {
	private long[] a;
	private int size;	// 栈数组的大小
	private int top;	// 栈顶

	public ArrayStack(int maxSize) {
		this.size = maxSize;
		this.a = new long[size];
		this.top = -1;	// 表示空栈
	}

	public void push(long value) {	// 入栈
		if (isFull()) {
			System.out.println("栈已满！");
			return;
		}
		a[++top] = value;
	}

	public long peek() {	// 返回栈顶内容，但不删除
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("栈中没有数据peek");
			return 0;
		}
		return a[top];
	}

	public long pop() {	// 弹出栈顶内容，删除
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("栈中没有数据");
			return 0;
		}
		return a[top--];
	}

	public void display() {
		for (int i = top; i >= 0; i--) {
			System.out.print(a[i] + " ");
		}
		System.out.println();
	}

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

	public boolean isEmpty() {
		return (top == -1);
	}

	public boolean isFull() {
		return (top == size - 1);
	}

}

数据项入栈和出栈的时间复杂度均为O(1)。这也就是说，栈操作所消耗的时间不依赖于栈中数据项的个数，因此操作时间很短。栈不需要比较和移动操作。

队列也可以用数组来实现，不过这里有个问题，当数组下标满了后就不能再添加了，但是数组前面由于已经删除队列头的数据了，导致空。所以队列我们可以用循环数组来实现，见下面的代码：

public class RoundQueue {
	private long[] a;
	private int size;	// 数组大小
	private int nItems;	// 实际存储数量
	private int front;	// 头
	private int rear;	// 尾

	public RoundQueue(int maxSize) {
		this.size = maxSize;
		this.a = new long[size];
		this.nItems = 0;
		this.front = 0;
		this.rear = -1;
	}

	public void insert(long value) {
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列已满");
			return;
		}
		rear = ++rear % size;
		a[rear] = value;	// 尾指针满了就循环到0处,这句相当于下面注释内容
		/*if (rear == size - 1) {
			rear = -1;
		}
		a[++rear] = value;*/
		nItems++;
	}

	public long peek() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空！");
			return 0;
		}
		front = front % size;
		return a[front];
	}

	public long remove() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空！");
			return 0;
		}
		nItems--;
		front = front % size;
		return a[front++];
	}

	public void display() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空！");
			return;
		}
		int item = front;
		for (int i = 0; i < nItems; i++) {
			System.out.print(a[item++ % size] + " ");
		}
		System.out.println();
	}

	public int size() {
		return nItems;
	}

	public boolean isEmpty() {
		return (nItems == 0);
	}

	public boolean isFull() {
		return (nItems == size);
	}

}

和栈一样，队列中插入数据项和删除数据项的时间复杂度均为O(1)。

还有个优先级队列，优先级队列是比栈和队列更专用的数据结构。优先级队列与上面普通的队列相比，主要区别在于队列中的元素是有序的，关键字最小（或者最大）的数据项总在队头。数据项插入的时候会按照顺序插入到合适的位置以确保队列的顺序。优先级队列的内部实现可以用数组或者一种特别的树——堆来实现：

public class PriorityQueue {
	private long[] a;
	private int size;	// 数组大小
	private int nItems;	// 实际存储数量

	public PriorityQueue(int maxSize) {
		this.size = maxSize;
		this.a = new long[size];
		this.nItems = 0;
	}

	public void insert(long value) {
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列已满");
			return;
		}
		if (isEmpty()) {	// 空队列直接添加
			a[nItems++] = value;
		} else  {	// 将数组中的数字依照下标按照从大到小排列
			int i;
			for (i = nItems - 1; i >= 0; i--) {
				if (value > a[i]) {
					a[i + 1] = a[i];
				} else {
					break;
				}
			}
			a[i + 1] = value;
			nItems++;
		}
	}

	public long peekMin() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空！");
			return 0;
		}
		return a[nItems - 1];
	}

	public long remove() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空！");
			return 0;
		}
		return a[--nItems];
	}

	public void display() {
		for (int i = nItems - 1; i >= 0; i--) {
			System.out.print(a[i] + " ");
		}
		System.out.println();
	}

	public int size() {
		return nItems;
	}

	public boolean isEmpty() {
		return (nItems == 0);
	}

	public boolean isFull() {
		return (nItems == size);
	}

}

这里实现的优先级队列中，插入操作需要 O(N) 的时间，而删除操作则需要 O(1) 的时间。

引用：如果让你手写个栈和队列，你还会写吗？