数据结构学习之路-栈

定义

栈----------是一种特殊的线性表，只能在一端操作，有栈顶和栈底的概念

• 往栈中添加元素的操作，一般叫做push，也叫做入栈
• 从栈中移除元素的操作，一般叫做pop，也叫做出栈（注意：每次移除元素，只能移除栈顶元素，也叫做弹出栈顶元素）

栈，遵循后进先出的原则（即，后进栈的必须先出栈）英文叫做：Last In First Out（LIFO）。下图是一个入栈和出栈的过程，可以看出，元素是一个一个push进栈底，但是当出栈的时候，是从栈顶开始pop。

注意：这里说的“栈”是一种数据结构的称呼，而“栈空间”是内存的概念。这两个是不同的概念，但是却有关系，这里先不提及。

栈的接口设计

右边就是一个栈的示意图。这样我们设计5个接口就可以了。

可不可以设计接口获得任意位置的元素呢？答案是：当然可以实现。但是，对于栈来说，只有栈顶元素我们可以看到，剩下的都是不可见的。因此，对于一个完美的栈，不应该让用户可以随意访问非栈顶元素。所以，别设计那些稀奇古怪的接口。

栈，其实就是线性表。因此完全可以利用已有的线性表结构。因此这里我们选择继承链表，然后实现栈的接口

• 返回栈的大小size()，判断栈是否为空isEmpty()，直接跟链表一样就行

public int size()
{
    return size;
}

public boolean isEmpty() 
{
    return size == 0;
}

• 入栈操作push(Type element)，其实就是向线性表的尾部添加元素，那直接调用append(element)就行了。

/**
* 入栈，也就是意味着向栈顶添加元素，类似于数组/链表的尾部添加元素
* @param element
*/
public void push(Type element)
{
   append(element);
}

• 出栈操作pop()，也叫做弹出栈顶元素，那就相当于删除线性表的尾部元素并返回其元素值，所以可以直接调用remove(size - 1)函数

/**
 * 出栈，也就是弹出栈顶元素，那就是相当于删除数组/链表的尾部元素
 * @return
 */
public Type pop(){
    return remove(size - 1);
}

• 查看栈顶元素top()，那就相当于获得线性表的尾部元素值，可以直接调用get(size - 1)函数

/**
* 获得栈顶元素，那就相当于获得数组/链表的尾部元素
* @return
*/
public Type top(){
   return get(size - 1);
}

因此，整个栈的接口就这么几个，还是很简单的。

public class Stack<Type> extends LinkedList<Type> {
    private int size;

  
    public int size()
    {
        return size;
    }

    public boolean isEmpty() 
    {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 入栈，也就是意味着向栈顶添加元素，类似于数组/链表的尾部添加元素
     * @param element
     */
    public void push(Type element)
    {
        append(element);
    }

    /**
     * 出栈，也就是弹出栈顶元素，那就是相当于删除数组/链表的尾部元素
     * @return
     */
    public Type pop(){
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 获得栈顶元素，那就相当于获得数组/链表的尾部元素
     * @return
     */
    public Type top(){
        return get(size - 1);
    }
    
}

那有人就会问了，栈都是用链表的数据结构在此封装的，栈（Stack）还有存在的必要吗？下面举例说明，栈的应用场景！

栈的应用场景

浏览器的前进与后退。

依次输入三个网址

现在停留在百度页面，没问题。当我点击后退时，

就会回到腾讯页面

当我再点击后退时，就会回到京东页面

这就叫先入后出，后入先出。因此浏览器的前进和后退键，是栈的一个经典应用。

还有一些经典的案例：一些app的撤销和恢复操作