Java数据结构之栈

栈的基本概念

栈是一种特殊的线性表，其插入、删除操作只能在表的尾部进行。其允许插入、删除操作的一端成为栈顶，另一端称为栈尾，插入操作叫入栈，删除操作叫出栈，具有先进后出的特点（FILO）。

栈的抽象数据类型描述

栈中的数据元素和数据间的逻辑关系与线性表相同，是由n个具有相同数据类型的数据元素构成的有限序列。

package ch03;

public interface IStack {
	public void clear();
	public boolean isEmpty();
	public int length();
	public Object peek();
	public void push(Object x) throws Exception;
	public Object pop();
	public void display();
}

顺序栈

底层数据结构为数组，用变量top来指向栈顶元素的存储位置，空栈是top=0；

package ch03;

public class SqStack implements IStack{
	private Object[] stackItem;
	private int top;
	private int maxSize;
	
	public SqStack(int maxSize) {
		top = 0;
		this.maxSize = maxSize;
		stackItem = new Object[maxSize];
	}
	
	//清空顺序栈
	public void clear() {
		top = 0;
	}

	//判断顺序栈是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return top == 0;
	}

	//返回顺序栈长度
	public int length() {
		return top;
	}

	//返回栈顶元素
	public Object peek() {
		if(top==0)
			return null;
		else
			return stackItem[top-1];
	}

	//入栈
	public void push(Object x) throws Exception{
		if(top==maxSize-1)
			throw new Exception("栈内空间已满，无法添加元素！");
		stackItem[top] = x;
		top++;
	}

	//出栈
	public Object pop() {
		if(top==0)
			return null;
		top--;
		return stackItem[top];
	}
}

链栈

采用链式存储结构的栈为链栈，由于栈的插入和删除只能在栈顶进行，所以不需要设置头指针，只需要将top指向栈顶元素结点，每个结点的指针域指向其后继结点即可。

package ch03;

import ch02.Node;

public class LinkStack implements IStack {
	private Node top;//指向头结点
	public Node next;

	public LinkStack() {
		top = null;
	}

	@Override
	public void clear() {
		// TODO Auto-generated method stub
		top = null;
	}

	@Override
	public boolean isEmpty() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return top == null;
	}

	@Override
	public int length() {
		// TODO Auto-generated method stub
		int length = 0;
		if (top != null) {
			while (top.next != null) {
				top = top.next;
				length++;
			}
		}
		return length;
	}

	@Override
	public Object peek() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (!isEmpty())
			return top.data;
		return null;
	}

	@Override
	public void push(Object x) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		Node newNode = new Node(x);
		newNode.next = top;
		top = newNode;
	}

	@Override
	public Object pop() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(isEmpty()) {
			return null;
		}
		Node p = top;
		top = top.next;
		return p.data;
	}
}

顺序栈测试

通过顺序栈检查输入的字符串中的括号是否匹配

package ch03;

import java.util.Scanner;

public class isMatched {

	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		String str = sc.nextLine();
		matched(str);
	}
	
	public static void matched(String str) {
		SqStack sqs = new SqStack(str.length());
		for(int i=0;i<str.length();i++) {
			if(str.charAt(i)=='(')
				try {
					sqs.push('(');
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			else if(str.charAt(i)==')'&&!sqs.isEmpty())
				sqs.pop();
			else if(str.charAt(i)==')'&&sqs.isEmpty()) {
				System.out.println("括号不匹配！");
				return;
			}
		}
		if(sqs.isEmpty())
			System.out.println("括号匹配！");
		else
			System.out.println("括号不匹配！");
	}
}