数据结构（三)——线性结构之栈Stack

1.栈是限定仅在表头进行插入和删除操作的线性表。

   栈在中断处理特别是重要数据的现场保护有着重要意义。

   栈相当于一个箱子，然后往箱子里一层一层的放东西，最先放的最后取，先进后出。

   入口的一端为栈顶，另一端称作栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

2.从数据存储结构来划分，栈可以分为两类：

• 顺序栈结构：即使用一组地址连续的内存单元依次保存栈中的数据。在程序中，可以定义一个指定大小的结构数组来作为栈，序号为0的元素就是栈底，在定义一个变量top保存栈顶的序号即可。
• 链式栈结构，即使用链表形式保存栈中各元素的值，链表首部（head引用所指向元素）为栈顶，链表尾部（指向地址为null）为栈底。

3.对栈的操作

本次操作我们考虑的是顺序栈结构的操作，我们可以把栈想像成一个数组，每次插入插入在数组的最后一位，取也从最后一位来取。

栈主要的操作有以下几个：

（1）入栈（Push）（也称压栈）：将数据保存到栈顶的操作；

（2）出栈（Pop）：将栈顶的数据弹出的操作；

（3）查看栈顶元素；

（4）判断栈是否为空。

package cn.kimtian.array.stack;

import java.util.Arrays;

/**
 * 对栈的操作
 * 由于栈有先进后出的特性
 * 所以我们考虑若 每次为数组增加元素，加在数组的最后一位，每次取数据也从数组的最后一位取。
 * 就保证了先进后出。实现了栈的特性。
 *
 * @author kimtian
 */
public class MyStack {
    /**
     * 栈的底层我们使用数组来存储数据
     */
    int[] elements;

    public MyStack() {
        elements = new int[0];
    }


    /**
     * 压入元素方法
     *
     * @param element 入栈数据
     */
    public void pushStack(int element) {
        // 创建一个新的数组
        int[] newArr = new int[elements.length + 1];
        // 把原数组中的元素复制到新的数组中
        for (int i = 0; i < elements.length; i++) {
            newArr[i] = elements[i];
        }
        // 把添加的元素放入新数组中
        newArr[elements.length] = element;
        // 使用新数组替换老数组
        elements = newArr;
    }

    /**
     * 取出栈顶元素
     */
    public int popStack() {
        // 栈是空的
        if (elements.length == 0) {
            throw new RuntimeException("stack is empty!");
        }

        // 取出数组的最后一个元素
        int element = elements[elements.length - 1];
        // 创建一个新的数组
        int[] newArr = new int[elements.length - 1];
        // 把原数组中除了最后元素的其他元素都放入新数组中
        for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {
            newArr[i] = elements[i];
        }
        // 使用新数组替换老数组
        elements = newArr;
        // 返回栈顶元素
        return element;
    }

    /**
     * 查看栈顶元素
     */
    public int peekStack() {
        // 栈是空的
        if (elements.length == 0) {
            throw new RuntimeException("stack is empty!");
        }
        // 取出数组的最后一个元素
        int element = elements[elements.length - 1];
        return element;
    }

    /**
     * 判断栈是否为空
     */
    public boolean isStackEmpty() {
        return elements.length == 0;
    }
}