本篇是java数据结构与算法的第4篇，从本篇开始我们将来了解栈的设计与实现，以下是本篇的相关知识点：
栈的抽象数据类型
栈是一种用于存储数据的简单数据结构，有点类似链表或者顺序表（统称线性表），栈与线性表的最大区别是数据的存取的操作，我们可以这样认为栈(Stack)是一种特殊的线性表，其插入和删除操作只允许在线性表的一端进行，一般而言，把允许操作的一端称为栈顶(Top)，不可操作的一端称为栈底(Bottom)，同时把插入元素的操作称为入栈(Push),删除元素的操作称为出栈(Pop)。若栈中没有任何元素，则称为空栈，栈的结构如下图：
由图我们可看成栈只能从栈顶存取元素，同时先进入的元素反而是后出，而栈顶永远指向栈内最顶部的元素。到此可以给出栈的正式定义：栈(Stack)是一种有序特殊的线性表，只能在表的一端(称为栈顶，top，总是指向栈顶元素)执行插入和删除操作，最后插入的元素将第一个被删除，因此栈也称为后进先出(Last In First Out,LIFO)或先进后出(First In Last Out FILO)的线性表。栈的基本操作创建栈，判空，入栈，出栈，获取栈顶元素等，注意栈不支持对指定位置进行删除，插入，其接口Stack声明如下：
package com.spring.test; /** * 栈接口抽象数据类型 */ public interface Stack<T> { /** * 栈是否为空 * @return */ boolean isEmpty(); /** * data元素入栈 * @param data */ void push(T data); /** * 返回栈顶元素,未出栈 * @return */ T peek(); /** * 出栈,返回栈顶元素,同时从栈中移除该元素 * @return */ T pop(); }
package com.spring.test; import java.io.Serializable; import java.util.EmptyStackException; /** * Created by Administrator on 2018/3/9. */ public class SeqStack<T> implements Stack<T>,Serializable { private static final long serialVersionUID = -5413303117698554397L; /** * 栈顶指针,-1代表空栈 */ private int top=-1; /** * 容量大小默认为10 */ private int capacity=10; /** * 存放元素的数组 */ private T[] array; private int size; public SeqStack(int capacity){ array = (T[]) new Object[capacity]; } public SeqStack(){ array= (T[]) new Object[this.capacity]; } public int size(){ return size; } @Override public boolean isEmpty() { return this.top==-1; } /** * 添加元素,从栈顶(数组尾部)插入 * @param data */ @Override public void push(T data) { //判断容量是否充足 if(array.length==size) ensureCapacity(size*2+1);//扩容 //从栈顶添加元素 array[++top]=data; size++; } /** * 获取栈顶元素的值,不删除 * @return */ @Override public T peek() { if(isEmpty()) new EmptyStackException(); return array[top]; } /** * 从栈顶(顺序表尾部)删除 * @return */ @Override public T pop() { if(isEmpty()){ new EmptyStackException(); } size--; return array[top--]; } /** * 扩容的方法 * @param capacity */ public void ensureCapacity(int capacity) { //如果需要拓展的容量比现在数组的容量还小,则无需扩容 if (capacity<size){ return; } T[] old = array; array = (T[]) new Object[capacity]; //复制元素 for (int i=0; i<size ; i++){ array[i]=old[i]; } } }
package com.spring.test; /** * */ public class EqualsToHashcodeTest { public static void main(String[] args) { SeqStack<String> s = new SeqStack<String>(); s.push("a"); s.push("B"); s.push("C"); int l =s.size(); System.out.println("size-->"+s.size());//size在减少，必须先记录 for(int i=0;i<l;i++){ System.out.println("s.pop"+s.pop()); } System.out.println("s.peek-->"+s.peek()); } }
链式栈的设计与实现
了解完顺序栈，我们接着来看看链式栈，所谓的链式栈（Linked Stack），就是采用链式存储结构的栈，由于我们操作的是栈顶一端，因此这里采用单链表（不带头结点）作为基础，直接实现栈的添加，获取，删除等主要操作即可。其操作过程如下图：
从图可以看出，无论是插入还是删除直接操作的是链表头部也就是栈顶元素，因此我们只需要使用不带头结点的单链表即可。代码实现如下，比较简单，不过多分析了：
