数据结构-------栈(数组、链表实现)

1. 栈是一种先进后出的数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表。

2. 它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。

3. 数据进入到栈的动作为压栈(入栈)，数据从栈中出去的动作为出栈。

4. 原理图：
   

5. 栈是一种逻辑结构，具体存储实现是考虑物理存储结构，即顺序存储结构(数组)和链式存储结构(链表)。

6. 链表实现栈：

   import java.util.Iterator;
   
   /**
    * @author JIN
    * @description 栈
    **/
   public class Stack<T> implements Iterable<T>{
          
       //头节点
       private Node head;
       //栈内个数
       private int N;
   
       public Stack(){
          
           head = new Node(null,null);
           N = 0;
       }
   
       //判断是否为空
       public boolean isEmpty(){
          
           return N == 0;
       }
   
       //返回栈中个数
       public int size(){
          
           return N;
       }
   
       //入栈
       public void push(T t){
          
           //栈后进的元素是在前面，因此使用头插法。
           head.next = new Node(t,head.next);
           N++;
       }
       //出栈
       public T pop(){
          
           Node node = head.next;
           //安全性校验
           // 若没有这个校验，栈中若没有元素，即node == null
           //此时node.next将是空指针异常
           if(node == null){
          
               return null;
           }
           //把第一个元素取出，并让头节点指向第二个节点。
           head.next = node.next;
           N--;
           return node.data;
       }
   
       class Node{
          
           private T data;
           private Node next;
   
           public Node(T data, Node next){
          
               this.data = data;
               this.next = next;
           }
       }
   
       @Override
       public Iterator<T> iterator() {
          
           return new Iterator<T>() {
          
               private Node node = head;
   
               @Override
               public boolean hasNext() {
          
                   return node.next != null;
               }
   
               @Override
               public T next() {
          
                   node = node.next;
                   return node.data;
               }
           };
       }
   }
   
   

7. 数组实现栈：

   import java.util.Iterator;
   
   /**
    * @author JIN
    * @description 栈
    **/
   
   public class Stack2<T> implements Iterable<T>{
          
       
       //数组用于模拟栈
       private T[] data;
       //实际存储的个数
       private int N;
       //数组的容量
       private int size;
   
       //默认构造函数，初始化数组大小为4
       public Stack2(){
          
           this(4);
       }
       //构造函数，可以设置数组大小
       public Stack2(int size){
          
           //因为是泛型，不能 new T[size];
           //因此只能先new Object再强转
           this.data = (T[])new Object[size];
           this.size = size;
           N = 0;
       }
       //判断是否为空
       public boolean isEmpty(){
          
           return N == 0;
       }
       //返回存储的个数
       public int size(){
          
           return N;
       }
       //入栈
       public void push(T t){
          
           //扩容
           if(N > size/2){
          
               size = size<<1;
               resize(size);
   
           }
           //入栈
           data[N++] = t;
       }
       //扩容
       public void resize(int size){
          
           //存储旧数据
           T[] olddata = data;
           this.data = (T[]) new Object[size];
           //把旧数据复制到新数组上
           for(int i = 0; i < N; i++){
          
               data[i] = olddata[i];
           }
       }
       //出栈
       public T pop(){
          
           //若无数据，直接返回
           if(N <= 0){
          
               return null;
           }
           //若数组大小有100，但是实际存储数据只有2个，那太浪费空间了
           //因此进行缩容，但若频繁扩容缩容会使整体性能下降
           if(N < size/4){
          
               size = size>>1;
              resize(size);
           }
           return data[--N];
       }
       
   
       @Override
       public Iterator<T> iterator() {
          
           return new Iterator<T>() {
          
               private int num = N;
               @Override
               public boolean hasNext() {
          
                   return num > 0;
               }
   
               @Override
               public T next() {
          
                   return data[--num];
               }
           };
       }
   }