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Java数组实现自定义栈
栈是一种“后进先出(LIFO)”的数据结构,最后压入的数据项总是位于栈顶的位置,下面是维基百科中对栈的定义:
堆栈(英语:stack),也可直接称栈。台湾作堆叠,在计算机科学中,是一种特殊的串行形式的数据结构,它的特殊之处在于只能允许在链结串行或阵列的一端(称为堆叠顶端指标,英语:top)进行加入资料(英语:push)和输出资料(英语:pop)的运算。另外堆叠也可以用一维阵列或连结串行的形式来完成。堆叠的另外一个相对的操作方式称为伫列。
由于堆叠数据结构只允许在一端进行操作,因而按照后进先出(LIFO, Last In First Out)的原理运作。
堆叠数据结构使用两种基本操作:推入(push)和弹出(pop):
- 推入:将数据放入堆叠的顶端(阵列形式或串行形式),堆叠顶端top指标加一。
- 弹出:将顶端数据资料输出(回传),堆叠顶端资料减一。
实际应用:
a、在我们熟悉的图形化界面编程中,例如那种撤销操作,撤销最近一次执行的操作,大多数情况下就是使用栈这种特殊的数据结构来实现的,当然使用其他的方式也可以实现。
b、可以实现对一个字符串进行反转操作,当然这里是可以实现,但是并不推荐这样去做,实际上直接使用数组反序输出更加方便快捷,效率也更高。
1、首先我们先定义一个Stack Interface,我们把他定义成泛型的.
package com.stack; /** * 栈接口 * @author feizi * @time 2015-1-12下午3:23:32 */ public interface StackInterface<E> { //获取堆栈长度 public int size(); //入栈 public void push(E element) throws Exception; //出栈 public E pop() throws Exception; //获取栈顶元素 public E peek() throws Exception; //获取栈中元素个数 public int getElementCount(); //判断是否当前栈顶指针没有到达栈底 public boolean hasMoreElement(); //判断栈空 public boolean isEmpty(); //判断栈溢 public boolean isFull(); //清空栈 public void clear(); }
2、然后,利用数组实现堆栈,
package com.stack; import java.util.Arrays; /** * 栈接口的具体实现类 * @author feizi * @time 2015-1-12下午3:44:36 */ public class ArrayStack<E> implements StackInterface<E> { private final int DEFAULT_SIZE = 3;//堆栈初始化时缺省大小 private int maxSize;//堆栈的最大容量 private E[] arrayObj;//数组 private int top;//栈顶指针 @SuppressWarnings("unchecked") public ArrayStack(){ this.maxSize = DEFAULT_SIZE; this.arrayObj = (E[]) new Object[this.maxSize]; top = -1; } @SuppressWarnings("unchecked") public ArrayStack(int size){ this.maxSize = size; this.arrayObj = (E[]) new Object[this.maxSize]; top = -1; } /** * 获取堆栈长度 * @return */ public int size(){ return this.maxSize; } /** * 获取堆栈中元素个数 */ public int getElementCount() { return this.top; } /** * 入栈, * @throws Exception */ public void push(E element) throws Exception { if(null == element){ throw new Exception("入栈的元素不能为空!"); } if(isFull()){ //如果栈满,就扩容 extendSize(); //或者如果不想扩容的话,可以在此处抛出异常 //throw new Exception("栈满不能入栈!"); } this.arrayObj[++top] = element; } /** * 出栈 * @throws Exception */ public E pop() throws Exception { if(isEmpty()){ throw new Exception("栈空不能出栈"); } //先保存栈顶元素 E element = (E) arrayObj[top]; //然后清空栈顶元素 arrayObj[top] = null; //栈顶指针下移,栈中元素减少一个 top--; return element; //或者 // return (E) this.arrayObj[top--]; } /** * 获取栈顶元素,先判空 * @throws Exception */ public E peek() throws Exception { if(isEmpty()){ throw new Exception("栈为空!"); } return (E) this.arrayObj[getElementCount()]; } /** * 判断是否当前栈顶指针没有到达栈底 */ public boolean hasMoreElement() { return getElementCount() >= 0 ? true : false; } /** * 扩容,通常是在栈满以后才会扩充 */ @SuppressWarnings("unchecked") public void extendSize(){ this.maxSize = this.maxSize + this.DEFAULT_SIZE; Object[] newArray = new Object[this.maxSize]; //使用java.lang包中提供的system.arrcopy()方法复制数组 System.arraycopy(arrayObj, 0, newArray, 0, arrayObj.length); //将原数组置空 Arrays.fill(arrayObj, null); this.arrayObj = (E[]) newArray; } /** * 判断栈空 */ public boolean isEmpty() { return this.top == -1; } /** * 判断栈溢 */ public boolean isFull() { return this.top + 1 == this.maxSize; } /** * 清空栈 */ @SuppressWarnings("unchecked") public void clear() { //将数组置空 Arrays.fill(arrayObj, null); //栈顶指针重置 this.top = -1; this.maxSize = this.DEFAULT_SIZE; this.arrayObj = (E[]) new Object[this.maxSize]; } public static void main(String[] args) throws Exception { StackInterface<Object> myStack = new ArrayStack<Object>(); System.out.println("==栈的总容量:"+myStack.size()); System.out.println("==堆栈的元素个数:"+myStack.getElementCount()); myStack.push(1); myStack.push("root"); myStack.push(2); myStack.push(3); myStack.push("admin"); myStack.push(4); myStack.push("feizi"); System.out.println("==栈的总容量:"+myStack.size()); System.out.println("==堆栈的元素个数:"+myStack.getElementCount()); System.out.println("栈顶元素为:"+myStack.peek()); while (myStack.hasMoreElement()) { System.out.println("栈指针:"+myStack.getElementCount()+",栈元素:"+myStack.pop()); } //清空栈 myStack.clear(); System.out.println("==栈的总容量:"+myStack.size()); System.out.println("==堆栈的元素个数:"+myStack.getElementCount()); while (myStack.hasMoreElement()) { System.out.println("================栈顶元素为:"+myStack.peek()); System.out.println("栈指针:"+myStack.getElementCount()+",栈元素:"+myStack.pop()); } } }
Java数组实现自定义栈
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