java数据结构基础:栈

目录准备工作编码环节push方法pop方法empty方法全部代码总结

准备工作

工具:idea+jdk8

技术要求:java基础语法

编码环节

首先,我们得先确定下来,用什么数据来模拟栈的操作。由于是一个一个的元素放入栈里面,我们可以考虑用数组来实现。

以上是Java官方文档中的栈定义,我们也只需要实现三个方法:判断是否为空、移除栈顶对象、添加元素到栈的尾部

所以我们事先得定义一个数组:

Objects[] arr;

数组定义好了之后呢,想想,我们怎么去获取到栈尾部或者栈首的元素呢?还记得数组的索引吗?可以用索引来假设为栈的指针。所以,我们还得定义好栈的元素个数和栈的默认长度以及默认的指针:

private int stackLength = 4; // 数组的默认长度private int size; // 记住栈容器的元素个数private int index = -1; // 操作数组下标位置的指针

为什么这儿指向的是-1呢?我们知道,数组的第一个元素是索引为0,那么-1的意思就是不指向任何元素。待会儿我们在用的时候再去指向他。

然后,我们还得定义出数组的初始化。以及初始化的长度。参考官方文档的写法,当栈的长度满了之后我们就对栈长度进行1.5倍的扩容。我们就单独提取出一个方法来放置;

/** * 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容 */private void capacity() {    // 数组初始化    if (this.arr == null) {        this.arr = new Object[this.stackLength];    }    // 以1.5倍对数组扩容    if (this.size - (this.stackLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值        this.stackLength = this.stackLength + (this.stackLength >> 1); // 位运算,让长度变成原来的1/2        this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.stackLength); // 复制一个新的数组,用新开辟的长度    }}

push方法

如何给栈添加元素?我们要考虑的地方:指针向右移动一位,也就是说指针要+1。其次,添加完元素之后,栈元素的长度发生了变化,size+1 。

public E push(E item){    // 先初始化数组    this.capacity();    // 添加元素    this.arr[++index] = item;    // 记录元素个数加一    this.size++;    return item;}

pop方法

pop方法主要是用来移除栈顶的元素。

先分析一下思路:我们要用index去指向栈顶的元素,该怎么去指定?

删除之后,对应的size长度该怎么去改变?

我们知道,当元素添加了之后,index会跟着改变,那么就好比我们添加了三个元素,此时的index应该就是指向的2。那就好办了。

当移除的时候,我们只需要让index–来操作就能解决问题;看代码:

/** * 获取栈顶元素 * * @return */public E pop() {    // 如果栈容器中没有元素则抛出异常    if (this.index == -1) {        throw new EmptyStackException();    }    // 记录元素个数    this.size--;    // 返回栈顶元素    System.out.println("删除元素之前的当前下标:"+index);    return (E) this.arr[index--];}

empty方法

判断栈是否为空,这很简单。直接判断当前的size是不是0就能解决:

public boolean empty(){return this.index==0?true:false;}

全部代码

package com.zxy;import java.util.Arrays;import java.util.EmptyStackException;/** * @Author Zxy * @Date 2021/2/2 20:24 * @Version 1.0 * 演示栈容器的使用 */public class MyStack<E> {    private Object[] arr; // 存放元素的物理结构    private int stackLength = 4; // 数组的默认长度    private int size; // 记住栈容器的元素个数    private int index = -1; // 操作数组下标位置的指针    /**     * 判断栈容器是否为空     */    public boolean empty() {        return this.size == 0 ? true : false;    }    /**     * 获取栈顶元素     *     * @return     */    public E pop() {        // 如果栈容器中没有元素则抛出异常        if (this.index == -1) {            throw new EmptyStackException();        }        // 记录元素个数        this.size--;        // 返回栈顶元素        System.out.println("删除元素之前的当前下标:"+index);        return (E) this.arr[index--];    }    /**     * 向栈顶添加元素     *     * @param item     * @return     */    public E push(E item) {        // 初始化数组        this.capacity();        // 向数组中添加元素        System.out.println("添加元素之前的下标:"+index);        this.arr[++index] = item;        System.out.println("添加元素之后的下标:"+index);        // 记录元素个数        this.size++;        return item;    }    /**     * 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容     */    private void capacity() {        // 数组初始化        if (this.arr == null) {            this.arr = new Object[this.stackLength];        }        // 以1.5倍对数组扩容        if (this.size - (this.stackLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值            this.stackLength = this.stackLength + (this.stackLength >> 1); // 位运算,让长度变成原来的1/2            this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.stackLength); // 复制一个新的数组,用新开辟的长度        }    }    public static void main(String[] args) {        MyStack<String> stack = new MyStack<>();        stack.push("a");        stack.push("b");        stack.push("c");        System.out.println(stack.size);        System.out.println("当前栈顶元素:"+stack.pop());        /*System.out.println(stack.pop());        System.out.println(stack.pop());*/    }}

总结

本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望能够您能够关注的更多内容!

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java数据结构基础:栈

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