数据结构——栈(Stack)详解

1. 栈（Stack）

1.1 概念

栈：一种特殊的线性表，只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。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。栈中数据元素遵循后进先出LIFO(Last In First Out)的原则

压栈：栈的插入操作可以叫做进栈、压栈、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

1.2 栈的使用

方法	功能
Stack()	构造一个空的栈
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

    public static void main(String[] args) {Stack<Integer> s = new Stack<>();s.push(1);s.push(2);s.push(3);s.push(4);System.out.println(s.size());//获取栈中有效数据System.out.println(s.peek());//查看栈顶元素System.out.println(s.pop());//使栈顶元素出栈System.out.println(s.empty());//检测栈是否为空System.out.println(s.isEmpty());//检测栈是否为空，继承自Vector}

System.out.println(s.isEmpty());

上面的isEmpty()方法，查看源码，虽然栈中没有，但是栈继承自Vector，在父类Vector中，有isEmpty方法

1.3 栈的模拟实现

import java.util.Arrays;public class MyStack {public int[] elem;public int usedSize;public MyStack() {this.elem = new int[10];}public void push(int val) {if(isFull()) {//扩容elem = Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);}elem[usedSize] = val;usedSize++;}public boolean isFull(){return usedSize == elem.length;}public int pop() {if(empty()) {return -1;}int oldVal = elem[usedSize-1];usedSize--;return oldVal;}public int peek() {if(empty()) {return -1;}return elem[usedSize-1];}public boolean empty() {return usedSize == 0;}
}

使用泛型实现

import java.util.Arrays;public class MyStack<E> {public Object[] elem;public int usedSize;public MyStack() {this.elem = new Object[10];}public void push(E val) {if(isFull()) {//扩容elem = Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);}elem[usedSize] = val;usedSize++;}public boolean isFull(){return usedSize == elem.length;}public E pop() {if(empty()) {return null;}E oldVal = (E)elem[usedSize-1];usedSize--;return oldVal;}public E peek() {if(empty()) {return null;}return (E)elem[usedSize-1];}public boolean empty() {return usedSize == 0;}
}

1.4 栈的应用场景

1.将递归转化为循环

    //递归方式public void printList(Node head) {if(null != head) {printList(head.next);System.out.println(head.val + " ");}}//运用栈的循环方式public void printList(Node head) {if(null == head) {return;}Stack<Node> s = new Stack<>();//将链表中的节点保存在栈中Node cur = head;while(null != cur) {s.push(cur);cur = cur.next;}//将栈中元素出栈while(!s.empty()) {System.out.println(s.pop().val + " ");}}

2. 括号匹配

3. 逆波兰表达式求值

4. 出栈入栈次序匹配

5. 最小栈