4.1 栈 (栈的概念，数组模拟栈)

栈
1.他是一个先入后出的有序的列表
2.栈是限制线性表中元素的插入和删除只能在线性表的同一段进行的一种特殊线性表。允许插入和删除的一端，为变化的一端，称为栈顶，另一端为固定的一端，称为栈底
3.根据定义可知，最先放入栈中元素在栈底，最后放入的元素在栈顶，而删除元素刚好相反，最后放入的元素最先删除，最先放入的元素最后删除（先入后出）

栈的运用场景
1)子程序的调用:在跳往子程序前，会先将下个指令的地址存到堆栈中，直到子程序执行完后再将地址取出，以回到原来的程序中。
2)处理递归调用: 和子程序的调用类似，只是除了储存下一个指令的地址外，也将参数、区域变量等数据存入堆栈中。
3)表达式的转换[中缀表达式转后缀表达式]与求值(实际解决)。
4)二叉树的遍历。
5)图形的深度优先(depth一first)搜索法。

出栈和进栈
在这里插入图片描述
数组模拟栈
思路如下：
1.定义一个top表示栈顶，初始化为-1
2.入栈的操作，当有数据加入到栈时，top++；stack[top]=data;
3.出栈的操作，int value = stack【top】；top–，return value

代码如下：

//定义一个栈
class ArrayStack{
    private int maxSize;//栈的大小
    private int[] stack;//数组模拟栈
    private int top = -1;//top表示栈顶，初始化为-1

    //构造器
    public ArrayStack(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[maxSize];
    }

    //判断栈满
    public boolean isFull(){
        return top == maxSize - 1;
    }

    //判断栈空
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }

    //入栈 push
    public void push(int value){
        if (isFull()){
            System.out.println("栈满，不能入栈");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈 pop
    public int pop(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空，不能出栈");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //遍历栈
    public void list(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("栈空，没有数据");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--){
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
        }
    }
}

主函数：

public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        ArrayStack arrayStack = new ArrayStack(4);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        String key = "";
        while (loop){
            System.out.println("show:展示栈");
            System.out.println("push:入栈");
            System.out.println("pop:出栈");
            System.out.println("exit:退出");
            key = scanner.next();
            switch (key){
                case "show":
                    arrayStack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.println("请输入一个数：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayStack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int res = arrayStack.pop();
                        System.out.printf("出栈的数字为：%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "exit":
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

练习题：用链表模拟栈
（以下是自己写的代码，请大神提出优化意见）

定义一个节点：

//定义一个节点
class SingleList{
    private int data;
    private SingleList next;

    public SingleList(int data){
        this.data = data;
    }

    public int getData() {
        return data;
    }

    public void setData(int data) {
        this.data = data;
    }

    public SingleList getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(SingleList next) {
        this.next = next;
    }
}

创建一个链表栈：（遍历链表的时候，引用的java内置的栈。）

class SingleListStack{
    //创建一个头节点
    private SingleList head = new SingleList(0);
    //栈的大小
    private int maxSize;
    public SingleListStack(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
    }
    //判断栈满
    public boolean isFull(){
        int flag = 0;
        SingleList cur = head.getNext();
        while (cur != null){
            flag++;
            cur = cur.getNext();
        }
        return flag == maxSize;
    }
    //判断栈空
    public boolean isEmpty(){
        return head.getNext() == null;
    }
    //入栈
    public void push(int value){
        if (isFull()){
            System.out.println("栈满不能入栈");
            return;
        }
        SingleList helper = head;
        while (helper.getNext() != null){
            helper = helper.getNext();
        }
        SingleList newSingleList = new SingleList(value);
        helper.setNext(newSingleList);
    }
    //出栈
    public int pop(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空，不能出栈");
        }
        SingleList helper = head;
        while (helper.getNext().getNext() != null){
            helper = helper.getNext();
        }
        int value = helper.getNext().getData();
        helper.setNext(helper.getNext().getNext());
        return value;
    }
    //遍历   这样写不好，运用了栈。。。。。
    public void list(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("栈空！！");
            return;
        }
        Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
        SingleList helper = head.getNext();
        while (helper != null){
            stack.push(helper.getData());
            helper = helper.getNext();
        }
        while (stack.size() > 0){
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }
}

ps[源码自取，点击即可]
ps：以上笔记均来自尚硅谷韩顺平老师《Java数据结构与java算法》

4.1 栈 (栈的概念，数组模拟栈)

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