Java数据结构之栈和队列

栈

相关概念

• 栈是一种特殊的线性表
• 只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。
• 进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底。
• 原则：后进先出LIFO（Last In First Out）
• 压栈：栈的插入操作，入数据在栈顶
• 出栈：栈的删除操作，出数据也在栈顶

栈的实现

• 一头进出
• 栈一般可以使用数组或链表实现，数组结构更优

class Stack{
    int[] array;
    int top;
}

//顺序表实现栈
Stack(){
    this.array = new int[100];
    this.top = top;
}

/**
 * 压入一个数据，插入一个数据
 * 压栈
 * @param v
 */
 public void push(int v){
     this.array [this.top++] = v;
 }

/**
 * 弹栈，出栈
 * 先进后出
 * @return 栈顶元素
 */
public int pop() {
    return this.array[--this.top];
}

/**
 * 查看栈顶元素
 * @return 栈顶元素
 */
public int peek() {
    return this.array[this.top - 1];
}

/**
 * 返回栈的元素个数
 * @return 栈顶元素
 */
public int size() {
    return this.top;
}

/**
 * 判断栈空
 * @return
 */
public boolean isEmpty() {
    return this.top == 0;
}

队列

相关概念

• 队列只允许队尾插入数据，队头删除数据
• 队列具有先进先出FIFO(First In First One)原则
  

队列的实现

• 一头进另一头出
• 队列可利用数组或链表结构实现，链表结构更优
  

class Node{
    int value;
    int next;
}

Node head;
Node last;

Queue(){
    this.head = this.last = null;
}

/**
 * 将数据插到队尾
 * @param v
 */
public void push(int v){
    Node node= new Node();
    node.val = v;
    node.next = null;
    if(this.head == null){
        this.head = this.last = node;
    } else {
        this.last.next = this.last = node;
    }
}

/**
 * 将数据从队头删除
 * @return v = this.head.val
 */
public int pop() {
    int v = this.head.val;
    this.head = this.head.next;
    if (this.head == null) {
        this.last = null;
    }
    return v;
}

/**
 * 返回队首元素
 * @return
 */
public int front() {
    return this.head.val;
}

在这里简单介绍一下循环队列

• 循环队列其操作表现基于FIFO(先进先出)原则并且队尾被链接在队首之后形成一个循环，也被称作“环形缓冲器”
• 循环队列的好处在于我们可以利用这个队列之前用过的空间，在一个普通队列里，一旦一个队列满了就不能再插入下一个元素了，即使这个队列前面还有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间取存储新的值
  
  

循环队列的实现

1. 定义size

• front指向一个进队列的第一个元素，rear指向队尾元素的下一个可用空间
• 当size = 0，front和rear指向同一个地方，代表此时队列为null
• 当size != 0时，front和rear指向同一个地方，代表此时队列为full

2. 当rear指向的下一个可用空间的下一个空间为队首元素
   -如图，当队列仅剩下一个可用空间(图中rear所指处)的时候，就不再允许元素进队列，以此判空rear