栈是重要的数据结构,从数据结构角度看,栈也是线性表,其特殊性在栈的基本操作是线性表的子集。Stack作为最基本的数据结构,在JDK代码中,也有它的实现,java.util.Stack类是继承了Vector类,来实现了栈的基本功能。
一、栈的基本原理
栈(Stack)是限定仅在表尾进行插入或者删除操作的线性表。因此,对于栈来说,表尾端有特殊含义,成为栈顶,表头称之为栈底。
由下图可以看出,栈的最基本的特征是LIFO(Last In First Out),因此栈又被称为后进先出 的线性表。
二、栈的基本操作
InitStack(&S)--------------构造一个空栈
IsEmpty:判断栈是否为空
ClearStack:清空栈
StackLength:栈S的元素个数,即栈的长度
GetTop:获取栈顶元素
Push:插入新的元素
Pop:删除栈顶元素
三、栈的使用
JDK给我们提供了栈的默认实现,在java.util包中的Stack类
-
public class Stack<E>
- extends Vector<E>
Stack
类表示后进先出(LIFO)的对象堆栈。它通过五个操作对类 Vector 进行了扩展 ,允许将向量视为堆栈。它提供了通常的push 和
pop 操作,以及取堆栈顶点的 peek 方法、测试堆栈是否为空的 empty 方法、在堆栈中查找项并确定到堆栈顶距离的search 方法。
首次创建堆栈时,它不包含项。
Deque
接口及其实现提供了 LIFO 堆栈操作的更完整和更一致的 set,应该优先使用此 set,而非此类。例如:
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
示例代码
package com.yulore.ex; import java.util.Stack; public class StackTest { /** * @param args */ public static void main(String[] args) { Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { stack.push(i); } System.out.println("isEmpty:"+stack.isEmpty()); System.out.println("capacity:"+stack.capacity()); System.out.println("peek:"+stack.peek()); System.out.println("*********遍历操作**********"); // 集合遍历方式 for (Integer x : stack) { System.out.println(x); } System.out.println("--------------------------"); // 栈弹出遍历方式 // while (s.peek()!=null) { //不健壮的判断方式,容易抛异常,正确写法是下面的 while (!stack.empty()) { System.out.println(stack.pop()); } } }
Stack利用Vector动态数组实现了后进先出的栈的基本功能,但是数组有下列缺陷:
1)当数组默认的容量发生改变时,push的性能会有较大降低
四、自定义栈
数组的缺点是,当数组长度发生变化时,原有的元素需要经过copy到新的数组中,这样性能有较大的损耗,而链表最大的优点是插入和删除的性能非常好,Java提供了现成的双向链表类java.util.LinkedList,通过它可以快速编写自己的Stack程序。
代码
package com.yulore.ex; import java.util.LinkedList; public class Stack<E> { LinkedList<E> list; public Stack(){ list = new LinkedList(); } public E pop(){ return list.removeLast(); } public void push(E o){ list.add(o); } public E getTop(){ return list.getLast(); } public boolean isEmpty(){ return list.size()==0; } public int size(){ return list.size(); } }