目录

1. 概念

2. 栈的使用

2.1 方法

2.2 示例

3. 栈的模拟实现

4. 栈的应用场景

4.1 题目1：不可能的出栈序列

4.2 题目2：逆序打印单链表

4.3 题目3：逆波兰表达式求值

4.4 题目4：括号匹配

4.5 题目5：栈的压入、弹出训练

4.6 题目6：最小栈

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1. 概念

（1）栈是一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。

（2）进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底。

（3）栈中的数据元素遵循后进先出的原则；

（4）压栈：栈的插入操作叫做进栈或压栈或入栈，入数据在栈顶；

         出栈：栈的删除操作叫做出栈，出数据在栈顶；

2. 栈的使用

2.1 方法

方法	功能
Stack()	构造一个空栈
E push(E e)	将e入栈并返回e
E pop()	将栈顶元素出栈并返回
E peek()	获取栈顶元素
int size()	获取栈中有效元素个数
boolean empty()	检测栈是否为空

2.2 示例

    public static void main(String[] args) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();for(int i=0;i<=5;i++){stack.push(i);  // 压栈}// 获取栈顶元素System.out.println(stack.peek());Integer a = stack.pop();  // 出栈栈顶元素System.out.println(a);System.out.println(stack.peek());System.out.println(stack.size());}

3. 栈的模拟实现

Stack继承于Vector，查Vector源码可知vector内部用数组实现，故而模拟实现采用数组栈；

（1）包类关系：

（2）MyStack：

package TestMyStack;import java.util.Arrays;public class MyStack {public int[] elem;public int useSize;public MyStack(){this.elem = new int[10];}// 压栈public void push(int val){if(isFull()){// 扩容reSize();}elem[useSize] = val;this.useSize++;}// 判满public boolean isFull(){if(elem.length == this.useSize){return true;}return false;}// 扩容public void reSize(){elem = Arrays.copyOf(elem, 2*elem.length);}// 出栈并返回出栈元素public int pop(){if(isEmpty()){throw new EmptyException();}
//        int val = elem[this.useSize-1];
//        this.useSize--;
//        return val;return this.elem[--this.useSize];}// 判空public boolean isEmpty(){return this.useSize==0;}// 获取栈顶元素public int peek(){return this.elem[this.useSize-1];}
}

（3）EmptyException：

package TestMyStack;public class EmptyException extends RuntimeException{public EmptyException(){}
}

4. 栈的应用场景

4.1 题目1：不可能的出栈序列

若进栈序列为1,2,3,4，进栈过程中可以出栈，则不可能的出栈序列是：C
A. 1,4,3,2   B. 2,3,4,1   C.3,1,4,2    D.3,4,2,1

4.2 题目2：逆序打印单链表

（1）单链表的递归逆序打印法：

 public void fun1(ListNode pHead){// 递归逆序打印单链表if(pHead == null){return;}if(pHead.next == null){System.out.println(pHead.val);}fun1(pHead.next);System.out.println(pHead.val);}

（2）单链表的循环递归逆序打印法：

public void fun2(ListNode pHead){Stack<ListNode> stack = new Stack<>();ListNode cur = head;while(cur!=null){stack.push(cur);cur = cur.next;}// 遍历栈while(!stack.isEmpty()){ListNode top = stack.pop();System.out.print(top.val+" ");}System.out.println();}

4.3 题目3：逆波兰表达式求值

题目链接：150. 逆波兰表达式求值 - 力扣（LeetCode）

解题思路：遍历后缀算数表达式数组，若为数据则入栈，若为算术运算符则出栈栈顶两元素分别作为后操作数和前操作数，再将计算结果入栈，继续向后遍历数组，循环操作，直至栈中仅有一个元素，就是最终值；

代码：

class Solution {public int evalRPN(String[] tokens) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();for(String x: tokens){if(!isOperation(x)){stack.push(Integer.parseInt(x));}else{int num2 = stack.pop();int num1 = stack.pop();switch(x){case "+":stack.push(num1+num2);break;case "-":stack.push(num1-num2);break;case "*":stack.push(num1*num2);break;case "/":stack.push(num1/num2);break;}}}return stack.pop();}private boolean isOperation(String x){if(x.equals("+")||x.equals("-")||x.equals("*")||x.equals("/")){return true;}return false;}
}

4.4 题目4：括号匹配

题目链接：20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

代码：

class Solution {public boolean isValid(String s) {Stack<Character> stack = new Stack();for(int i=0;i<s.length();i++){char ch = s.charAt(i);if(ch=='(' || ch=='{' || ch=='['){stack.push(ch);}else{// 第一种情况：第一个就是右括号，没有元素入栈，栈为空，直接返回假if(stack.empty()){return false;  }//  第二种情况：栈不为空，判断是否匹配char ch2 = stack.peek();   //栈顶元素，必为左括号if(ch2 == '('&& ch == ')' || ch2 == '{' && ch == '}' || ch2 == '[' && ch == ']'){stack.pop();}else{return false;}}}if(!stack.empty()){return false;}return true;}
}

4.5 题目5：栈的压入、弹出训练

题目链接：栈的压入、弹出序列_牛客题霸_牛客网

解题思路：定义i下标遍历pushV，j下标遍历popV，将pushV的元素入栈，当二者元素不相等时，继续入栈pushV元素；当二者元素相等时，出栈栈顶元素，i和j均++；

代码：

import java.util.*;public class Solution {/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可** * @param pushV int整型一维数组 * @param popV int整型一维数组 * @return bool布尔型*/public boolean IsPopOrder (int[] pushV, int[] popV) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();int j=0;for(int i=0;i<pushV.length;i++){stack.push(pushV[i]);while(j<popV.length && !stack.empty() && stack.peek().equals(popV[j])){stack.pop();j++;}}return stack.empty();}
}

4.6 题目6：最小栈

题目链接：155. 最小栈 - 力扣（LeetCode）

解题思路：为目标栈开辟一个储存最小值的栈，依次遍历目标栈，将最小的元素入栈最小栈，最小栈栈顶元素就是目标栈的最小元素，且能在常数时间内检索到最小元素；

代码：

class MinStack {private Stack<Integer> stack;private Stack<Integer> minStack;public MinStack() {stack = new Stack<>();minStack = new Stack<>();}public void push(int val) {stack.push(val);if(minStack.empty()){minStack.push(val);}else{   //minStack不为空if(val <= minStack.peek()){  // 如果要插入的值比minStack的栈顶元素小minStack.push(val); // 注意当val==minStack栈顶元素时，也需要将该元素入栈minStack// 因为stack出栈元素时，如果该元素是minStack中的元素，该元素也需要出栈// 以保证在出栈stack最小元素时，minStack中的最小元素不受影响}}}public void pop() {if(!stack.empty()){Integer val = stack.pop();if(val.equals(minStack.peek())){minStack.pop();}// 如果对元素拆箱为int类型，就可使用==进行判等}}public int top() {if(!stack.empty()){return stack.peek();}return -1;}public int getMin() {return minStack.peek();}
}