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Java编程思想-Stack的三种实现(数组,容器,链表)

zhiwei / 990人阅读

摘要:要实现,至少应该包括出栈操作,弹出栈顶元素。入栈操作查看栈顶元素栈为空另外,实现一个栈,还应该考虑到几个问题栈的初始大小以及栈满以后如何新增栈空间对栈进行更新时需要进行同步有三种实现的方式,数组,容器,以及链表的方法。

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Stack

栈(Stack)是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表。
java 没有栈这样的数据结构,如果想利用先进后出(FILO)这样的数据结构,就必须自己实现。

要实现Stack,至少应该包括:
1. pop() 出栈操作,弹出栈顶元素。
2. push(E e) 入栈操作
3. peek() 查看栈顶元素
4. isEmpty() 栈为空

另外,实现一个栈,还应该考虑到几个问题:
1. 栈的初始大小以及栈满以后如何新增栈空间
2. 对栈进行更新时需要进行同步

有三种实现的方式,数组,容器,以及链表的方法。

数据:

javapackage gsm;
import java.util.*;

public class StackArray{
    private int[] array;//用数组实现
    private int top; //栈顶指针
    private final static int size = 100;
    public StackArray(){
        array = new int[size];
        top = -1; //栈空的时候 
    }
    //压栈
    public void push(int element){
        if(top == size-1){
            throw new StackOverflowError();
        }
        else 
            array[++top] = element;
    }
    //弹栈
    public int pop(){
        if(top == -1){
            throw new EmptyStackException();
        }
        return array[top--];
    }
    //判断是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }
    //返回栈顶元素
    public Integer peek(){
        if(top == -1){
            throw new EmptyStackException();
        }
        return array[top];
    }
}

容器

javapackage gsm;

public interface Stack {
    public T pop();
    public void push(T element);
    public boolean isEmpty();
    public T peek();
}

package gsm;
import java.util.*;

public class StackList implements Stack {
    private List list ; //用容器实现
    StackList(){
        list = new ArrayList();
    }
    //弹栈
    public T pop(){
        if(this.isEmpty() == true){
            throw new EmptyStackException();
        }

        return list.remove(list.size()-1);
    }
    //压栈
    public void push(T element){
        list.add(element);
    }
    //判断是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return list.size() == 0;
    }
    //返回栈顶元素
    public T peek(){
        if(this.isEmpty() == true){
            throw new EmptyStackException();
        }
        return list.get(list.size()-1);
    }
}

链表

javapackage gsm;

import java.util.EmptyStackException;

public class LinkedStack implements Stack{
    //不用容器或者数组等数据结构存储节点
    //Node定义一个节点类
    private static class Node{
        private U item; //存储的data
        private Node next; //类似指针
        Node(){
            this.item = null;
            this.next = null;
        }
        Node(U item, Node next){
            this.item = item;
            this.next = next;
        }
        boolean end(){
            return item == null && next == null;
        }
    } 

    private Node top ; //栈顶指针
    LinkedStack(){
        top = new Node();
    }


    //弹栈
    public T pop(){
        if(this.isEmpty() == true){
            throw new EmptyStackException();
        }
        T result = top.item;
        if(!top.end())
        {
            top = top.next;
        }
        return result;
    }
    //压栈
    public void push(T element){
        top = new Node(element, top);
    }
    //判断是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return  top.end();
    }
    //返回栈顶元素
    public T peek(){
        if(this.isEmpty() == true){
            throw new EmptyStackException();
        }
        T result = top.item;
        return result;
    }   
}

可以发现容器果然是java的一个利器,方便高效。

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