从简单的线性数据结构开始：栈与队列

在计算机领域离不开算法和数据结构，而在数据结构中尤为重要与基础的便是两个线性数据结构：栈与队列，本文将简单的介绍**栈(Stack)和队列(Queue)**的实现

公众号 五分钟学算法 首发

栈与队列

1. 栈 (Stack)是一种后进先出(last in first off，LIFO)的数据结构

2. 队列(Queue)则是一种先进先出 (fisrt in first out，FIFO)的结构

动画如下：

栈

队列

栈 (Stack)

栈是一种线性结构，与数组相比，栈对应的操作是数组的子集。

它只能从一端添加元素，也只能从一端取出元素(这一端称之为栈顶)。

Stack这种数据结构用途很广泛，在计算机的使用中，大量的运用了栈，比如编译器中的词法分析器、Java虚拟机、软件中的撤销操作（Undo）、浏览器中的回退操作，编译器中的函数调用实现等等。

栈的实现

接口	说明	复杂度
void push(E e)	向栈中加入元素	O(1) 均摊
E pop()	弹出栈顶元素	O(1) 均摊
E peek()	查看栈顶元素	O(1)
int getSize()	获取栈中元素个数	O(1)
boolean isEmpty()	判断栈是否为空	O(1)

说明：push和pop操作在最后面进行，有可能触发resize，但均摊来算是O(1)的。
如果你想了解更多时间复杂度的分析，欢迎关注笔者后续要更新的文章：O(n)说明的是什么问题？

栈的实现可以通过 数组 或者 链表 实现，在这里我们使用 数组来实现上述接口。

在栈的设计中，用户只关注栈顶元素存取和栈长度，因此设计代码如下：

读者可以使用 栈这种数据结构去解决LeetCode上的第20号问题：有效的括号，也可以查看前面的文章。

队列 Queue

队列也是一种线性数据结构，与数组相比，队列对应的操作是数组的子集。

只能从一端 (队尾) 添加元素，只能从另一端 (队首) 取出元素。

队列的应用可以在播放器上的播放列表，数据流对象，异步的数据传输结构(文件IO，管道通讯，套接字等)上体现，当然最直观的的就是排队了。

队列的实现

接口	说明	复杂度
void enqueue(E e)	入队	O(1) 均摊
E dequeue()	出队	O(n)
E getFront()	获取队首元素	O(1)
int getSize()	获取队列元素个数	O(1)
boolean isEmpty()	判断队列是否为空	O(1)

入队是从队尾开始，有可能触发resize，因此均摊下来是O(1)。出队是在队首，数组实现每次都要挪动所有元素,O(n)。