【Java集合】栈

栈

概念

栈：一种特殊的线性表，其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。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO（Last In First Out）的原则。

压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。

出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据在栈顶

特点：先进后出

我们可以把栈比作一个小盒子，元素比作比作小饼干，我们一个一个的放进小盒子，我们想吃的时候只能先吃上面的，然后才能吃到下面最开始放的。最先放进去的，最后吃到；最后放进去的，最先吃到。

栈的实现

1. 利用顺序表实现，即使用尾插 + 尾删的方式实现

2. 利用链表实现，则头尾皆可

相对来说，顺序表的实现上要更为简单一些，所以我们优先用顺序表实现栈。

public class MyStack { 
    // 简单起见，我们就不考虑扩容问题了 
    private int[] array = new int[100]; 
    private int size = 0; 
    //从栈顶放入元素
    public void push(int v) { 
        array[size++] = v; 
    }
    //从栈底弹出元素，并返回
    public int pop() { 
        return array[--size]; 
    }
    //返回栈底元素，不弹出
    public int peek() { 
        return array[size - 1]; 
    }
    //判断栈是否为空
    public boolean isEmpty() { 
        return size == 0; 
    }
    //返回栈的大小
    public int size() { 
        return size; 
    } 
}

常用方法

方法	解释
E push(E item)	压栈
E pop()	出栈
E peek()	查看栈顶元素
boolean empty()	判断栈是否为空

栈相关的题

LeetCode 20.有效的括号

分析题目：

匹配题，用栈可以解决。通过题目，我们需要将括号左半部分放入栈中和后面的字符进行匹配，因为栈的特点是先进后出，所以栈顶元素永远是最后放入的元素，根据这个，我们得知可以通过peek()方法与字符进行匹配，如果匹配成功就返回true，不成功返回false。

故有三种情况：

1. 匹配成功，最后所有的字符全部遍历结束，栈为空。
2. 左括号比右括号多，遍历结束后，发现栈不为空。
3. 右括号比左括号多，在遍历过程中，发现栈为空，但是遍历没有结束。

代码演示

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        //定义一个栈，栈中保存字符类型
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for(int i=0; i <s.length();i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            //将所有左括号放入栈中
            if(ch == '(' || ch == '[' || ch == '{') {
                 stack.push(ch);
            }else{
                //ch不是左括号情况
                //栈为空，但是遍历没有结束，说明右括号比左括号多
                if(stack.empty()) {
                    return false;
                }
                char top = stack.peek();
                //ch和栈顶元素匹配时，弹出栈顶元素
                if(top == '(' && ch == ')' || top == '{' && ch == '}' || top == '[' && ch == ']' ){
                    stack.pop();
                }else{
                    return false;
                }
            }
        }  
        //循环结束，栈不为空，表示左括号比右括号多
        if(!stack.empty()) {
            return false;
        }
        return true;
    }
}