C#常用数据结构栈的介绍

       定义

        在C#中,Stack<T> 是一个后进先出(LIFO,Last-In-First-Out)集合类,位于System.Collections.Generic 命名空间中。Stack<T> 允许你将元素压入栈顶,并从栈顶弹出元素。

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        不难看出,最先放入栈中的元素在栈底,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

        即有泛型版本,又有非泛型版本,我们常用泛型版本(二者思想上差别不大,非泛型会涉及装箱拆箱),栈的结构如下

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常规用法

1. 声明一个栈

无参构造函数

获取一个空的栈对象

public Stack();

Stack<int> stack = new Stack<int>();

接受一个可枚举对象

        此构造函数允许你用一个已有的集合(如数组、列表等)来初始化栈,并按集合的顺序将元素压入栈中,集合的最后一个元素将成为栈的顶部。

public Stack(IEnumerable<T> collection);

List<int> list = new List<int> { 1, 2, 3 };
Stack<int> stack = new Stack<int>(list);

不常用

        指定栈的初始容量,减少扩展时的性能开销。这个参数不是常用的,因为栈会自动调整大小,但对于需要明确控制内存的场景,可以使用这个构造函数。

public Stack(int capacity);

Stack<int> stack = new Stack<int>(100); // 初始化一个容量为100的栈

2. 将元素压入栈 (Push)


stack.Push(1);

stack.Push(2);

stack.Push(3);

3. 从栈顶弹出元素 (Pop)

Pop 会移除并返回栈顶的元素。
因为是后进先出,所以我们弹出的最后入栈的元素3

int topElement = stack.Pop(); // topElement is 3

4. 查看栈顶元素但不移除 (Peek)

Peek 只返回栈顶元素,但不会从栈中移除它。

int topElement = stack.Peek(); // topElement is 2

5. 检查栈是否为空 (Count 和 Any)

你可以使用 Count 属性或 Any 方法来检查栈中是否有元素。

bool isEmpty = stack.Count == 0; // or stack.Any() == false

6. 遍历栈中的元素

你可以通过 foreach 遍历栈中的元素,注意遍历的顺序是从栈顶到栈底。

foreach (var item in stack)

{

Console.WriteLine(item);

}

7. 清空栈 (Clear)

你可以使用 Clear 方法来移除栈中的所有元素。

stack.Clear();

8. Contains 方法

判断栈中是否包含某个元素,返回 true 或 false。

bool exists = stack.Contains(2); // 检查栈中是否包含2

9. TryPeek 和 TryPop 方法

TryPeek(out T result)
TryPeek 允许你尝试获取栈顶元素,而不会抛出异常。如果栈为空,它返回 false,否则返回 true 并输出栈顶元素。

if (stack.TryPeek(out int topElement))
{
    Console.WriteLine($"Top element: {topElement}");
}
else
{
    Console.WriteLine("Stack is empty");
}
TryPop(out T result)
TryPop 允许你尝试弹出栈顶元素,同样不会抛出异常。如果栈为空,它返回 false,否则返回 true 并输出并移除栈顶元素。

if (stack.TryPop(out int poppedElement))
{
    Console.WriteLine($"Popped element: {poppedElement}");
}
else
{
    Console.WriteLine("Stack is empty");
}

使用频率较低的方法

10. TrimExcess 方法

TrimExcess 方法用于将内部存储的容量调整到栈中实际元素的数量。
栈动态调整大小时,可能会预留一些额外的空间。
此方法通过移除额外的空间来优化内存使用。

stack.TrimExcess(); // 移除多余的容量,减少内存浪费

11. CopyTo 方法

注意是一个浅拷贝方法

将栈中的元素复制到一个数组中,且从指定的数组索引位置开始放置。元素顺序是从栈顶到栈底.


Stack<MyClass> stack = new Stack<MyClass>();
stack.Push(new MyClass { Value = 1 });
stack.Push(new MyClass { Value = 2 });

MyClass[] array = new MyClass[stack.Count];
//传入需要复制的数组,第二个参数是目标数组中开始复制的索引位置
//栈中的第一个元素会被复制到目标数组的该索引位置,后续的栈元素将按顺序依次复制到数组的后续位置。
stack.CopyTo(array, 0);


// 修改数组中的对象
array[0].Value = 100;

// 栈中的对象也会反映这个修改
Console.WriteLine(stack.Peek().Value);  // 输出 100

12. ToArray 方法

注意是一个浅拷贝方法

将栈中的所有元素复制到一个新的数组中
会返回一个包含栈所有元素的新数组。栈中的元素会以 LIFO(后进先出)的顺序放入数组中,
也就是说,栈顶的元素会成为数组的第一个元素,栈底的元素会成为数组的最后一个元素。

Stack<int> stack = new Stack<int>();
stack.Push(1);
stack.Push(2);
stack.Push(3);

int[] array = stack.ToArray();

foreach (var item in array)
{
    Console.WriteLine(item);
}

 

一个完整示例

using System;

using System.Collections.Generic;



class Program

{

static void Main()

{

// 创建一个栈

Stack<string> stack = new Stack<string>();



// 向栈中添加元素

stack.Push("First");

stack.Push("Second");

stack.Push("Third");



// 查看栈顶元素(不移除)

Console.WriteLine("Peek: " + stack.Peek());



// 弹出栈顶元素

Console.WriteLine("Pop: " + stack.Pop());



// 再次查看栈顶元素

Console.WriteLine("Peek after pop: " + stack.Peek());



// 遍历栈

Console.WriteLine("Stack contents:");

foreach (var item in stack)

{

Console.WriteLine(item);

}



// 检查栈是否为空

Console.WriteLine("Is stack empty? " + (stack.Count == 0));



// 清空栈

stack.Clear();

Console.WriteLine("Stack cleared. Is stack empty? " + (stack.Count == 0));

}

}

输出结果

Peek: Third
Pop: Third
Peek after pop: Second
Stack contents:
Second
First
Is stack empty? False
Stack cleared. Is stack empty? True

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转载自blog.csdn.net/R3333355726856/article/details/142456917