深入理解数据结构原理(1)—栈(Stack)

发布时间:2022-08-19 13:31

目录

一、栈的定义

二、栈的基本操作

 三、栈的实际操作


一、栈的定义

栈(Stack)是一种只允许在一端进行插入或者删除的操作的线性表。可以理解为一个桶里装进去的一层一层叠加压入进去的东西,栈的性质是进行先入后出的原则,也就是说最先进入栈的元素最后才出来。

深入理解数据结构原理(1)—栈(Stack)_第1张图片

栈包含:

1、栈顶(Top):线性表允许进行插入和删除的一端。

2、栈底(Bottom):是固定的,和栈顶相反,不允许进行插入和删除的一端。

3、空栈:不含有任何的元素的空表。

二、栈的基本操作

1、InitStack(&s):初始化一个空的栈记为:s。(&:表示引用调用C语言中使用)

2、StakeEmpty(s):判断栈是否空,空返回 turn,否则返回 false。

3、Push(&s):进栈,当栈处于未满的状态,将这个元素 x(新进入的元素)作为新栈顶。

4、Pop(&s,&x):出栈,当栈处于非空状态,则弹出栈顶元素,用 x 返回。

5、GetTop(s,&x):拿去栈顶元素,当栈处于非空状态,用 x 返回。

6、DestroyStack(&s):销毁这个栈,释放栈所占的储存空间。

深入理解数据结构原理(1)—栈(Stack)_第2张图片

java代码:

public class lc003 {
    public static void main(String[] args) {
        Stack stack = new Stack(); // 定义一个栈
        // push 进栈
        stack.push("111");
        stack.push("aaa");
        stack.push("11aa");
        // pop 出栈
        String st1 = stack.pop();
        String st2 = stack.pop();
        String st3 = stack.pop();
        // 输出
        System.out.println("第一个出来:"+st1);
        System.out.println("第二个出来:"+st2);
        System.out.println("第三个出来:"+st3);
    }
}

 注意看出栈顺序:

第一个出来:11aa
第二个出来:aaa
第三个出来:111

Process finished with exit code 0

 三、栈的应用

一、栈的简单应用场景

1、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。

2、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。

3、表达式的转换[中缀表达式转后缀表达式]与求值(实际解决)。

4、二叉树的遍历。

5、图形的深度优先(depth-first)搜索法

6、递归-汉若塔

7、迷宫求解

二、代码实现栈

1、java中用数组实现

top为栈顶,初始值为-1(如果进入第一元素top++,索引就成了0开始)


class ArrayStack{
    private int maxStackSize; // 定义栈的大小
    private int[] stack; // 定义数组模拟栈
    private int top = -1; // 定义栈顶 初始值为-1

    // 定义构造器 初始化栈
    public ArrayStack(int maxStackSize){
        this.maxStackSize = maxStackSize;
        stack = new int[maxStackSize];
    }

    // 栈的满
    public boolean isFull() {
        return top == maxStackSize-1;
    }

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

    // 入栈
    public void push(int value) {
        // 判断栈是否是空状态
        if (isFull()) {
            System.out.printf("栈满了……");
            return;
        }
        //每当进入一个元素 top往上加一
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    // 出栈  出栈是返回的是栈顶的元素
    public int pop(){
        // 判断栈是否是空状态
        if (isFull()) {
            // 异常处理
            throw new RuntimeException("栈是空的,里面没有数据……")
        }
        int value = stack[top]; // 返回的元素为栈顶元素
        top--;
        return value;
    }

    // 遍历栈
    public void listArrayStack(){
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈是空的,里面没有数据……");
        }
        // 遍历时,需要从栈顶开始显示数据
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.println("遍历的栈为"+stack[i]);
        }
    }
}

在java中的操作方法有

序号 方法描述
1 boolean empty() 
测试堆栈是否为空。
2 Object peek( )
查看堆栈顶部的对象,但不从堆栈中移除它。
3 Object pop( )
移除堆栈顶部的对象,并作为此函数的值返回该对象。
4 Object push(Object element)
把项压入堆栈顶部。
5 int search(Object element)
返回对象在堆栈中的位置,以 1 为基数。

 

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