数据结构--栈的实现（顺序栈和链栈）

栈

栈（stack）是一种特殊的线性表，其插入和删除操作只允许在线性表的一端进行。

栈的抽象数据类型

package pers.zhang.stack;

/**
 * @author zhang
 * @date 2020/1/16 - 14:05
 *
 * 栈接口，描述栈的抽象数据类型，泛型参数T表示数据元素的数据类型
 */
public interface SStack<T> {
    //判断栈是否为空
    boolean isEmpty();
    
    //元素x入栈
    void push(T x);
    
    //出栈，返回栈顶元素
    T pop();
    
    //取出栈顶元素，未出栈
    T get();
}

栈的实现

栈有两种基本的实现：

• 顺序栈：使用数组实现
• 链栈：使用栈节点实现

顺序栈

package pers.zhang.stack;

/**
 * @author zhang
 * @date 2020/1/16 - 14:12
 *
 * 顺序栈，实现栈接口
 */
public class SeqStack<T> implements SStack<T> {

    //存储栈数据元素的Object数组
    private Object element[];

    //栈顶元素下表
    private int top;

    //构造容量为size的栈
    public SeqStack(int size){
        this.element = new Object[Math.abs(size)];
        this.top = -1;
    }

    //默认构造，构造容量为64的空栈
    public SeqStack(){
        this(64);
    }

    //判断栈是否为空，若为空返回true
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return this.top == -1;
    }

    //元素x入栈，空对象不操作
    @Override
    public void push(T x) {
        if(x == null)
            return;
        if(this.top == element.length - 1){//栈满，需要扩容
            Object[] temp = this.element;
            this.element = new Object[temp.length * 2];//重新申请一个2倍容量的数组
            for(int i = 0; i < temp.length; i++)//复制元素
                this.element[i] = temp[i];
        }
        this.top++;//移动栈顶指针
        this.element[this.top] = x;//入栈
    }

    //出栈，返回栈顶元素，若栈空返回null
    @Override
    public T pop() {
        return this.top == -1 ? null : (T) this.element[this.top--];
    }

    //取出栈顶元素，未出栈，若栈空返回null
    @Override
    public T get() {
        return this.top == -1 ? null : (T) this.element[this.top];
    }

    //返回栈所有元素的描述字符串，形式为“(,)”，算法同顺序表
    @Override
    public String toString(){            
        String str = "(";
        if (this.top != -1)
            str += this.element[this.top].toString();
        for (int i= this.top - 1; i >= 0; i--)
            str += ", "+this.element[i].toString();
        return str + ") ";
    }
}

链栈

节点类：

public class Node<T> {
    //数据域，保存数据元素
    public T data;

    //地址域，引用后继节点
    public Node<T> next;

    public Node(){
        this(null,null);
    }

    public Node(T data, Node<T> next){
        this.data = data;
        this.next = next;
    }

    public String toString(){
        return this.data.toString();
    }

    public boolean equals(Object obj){
        return obj == this || obj instanceof Node && this.data.equals(((Node<T>)obj).data);
    }

}

链栈的实现：

package pers.zhang.stack;

import pers.zhang.linearList.LinearList;
import pers.zhang.linearList.Node;

/**
 * @author zhang
 * @date 2020/1/16 - 14:28
 *
 * 链栈，实现栈接口
 */
public class LinkedStack<T> implements SStack<T> {

    //栈顶节点，同单链表节点一致
    private Node<T> top;

    //构造空栈
    public LinkedStack(){
        this.top = null;
    }

    //判断栈是否为空，若空返回true
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return this.top == null;
    }

    //元素x入栈，空对象不操作
    @Override
    public void push(T x) {
        if(x == null)
            return;
        this.top = new Node<>(x, this.top);//头插入，x节点作为新的栈顶
    }

    //出栈，返回栈顶元素，栈空返回null
    @Override
    public T pop() {
        if(this.top == null)
            return null;
        T temp = this.top.data;//保存栈顶节点元素
        this.top = this.top.next;//删除栈顶节点
        return temp;
    }

    //取出栈顶元素，未出栈，空栈返回null
    @Override
    public T get() {
        return this.top == null ? null : this.top.data;
    }

    //返回栈所有元素的描述字符串，形式为“(,)”。算法同不带头结点的单链表
    public String toString(){
        String str = "(";
        for (Node<T> p = this.top; p != null; p = p.next){
            str += p.data.toString();
            if (p.next != null)
                str += ", ";//不是最后一个结点时后加分隔符
        }
        return str + ")";//空表返回()
    }
}

测试

package pers.zhang.stack;

/**
 * @author zhang
 * @date 2020/1/16 - 14:36
 */
public class Stack_ex {
    public static void main(String args[])
    {
/*	    SeqStack stack = new SeqStack(20);
	    System.out.print("Push: ");
	    char ch='a';
	    for(int i=0;i<5;i++)
	    {
	        String str = (char)(ch+i)+"";
	        stack.push(str);
	        System.out.print(str+"  ");
	    }
*/
        LinkedStack<Integer> stack = new LinkedStack<Integer>();
        System.out.print("Push: ");
        for (int i=1; i<=5; i++)
        {
            Integer intobj = new Integer(i);
            stack.push(intobj);
            System.out.print(intobj+"  ");
        }

        System.out.println("\nStack: "+stack.toString());
        System.out.print("Pop : ");
        while(!stack.isEmpty())                  //全部出栈
            System.out.print(stack.pop().toString()+"  ");
        System.out.println();
    }
}

输出如下：

Push: a  b  c  d  e  
Stack: (e, d, c, b, a) 
Pop : e  d  c  b  a  

Push: 1  2  3  4  5  
Stack: (5, 4, 3, 2, 1) 
Pop : 5  4  3  2  1