【数据结构】栈(1)

简介: 【数据结构】栈

1.栈的概念

栈:一种特殊的线性表,栈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。


进栈:将元素放入栈中称为进栈、入栈或压栈

q1.png



出栈:将元素从栈中删除称为出栈

q2.png



注:栈的所有操作都是在栈顶操作,因为栈遵循先进后出的原则


2.栈的方法

q3.png


上述是在Java中的栈的方法,接下来我们就来看看上述常用方法的功能


方法 功能
Stack() 构造一个空的栈
push(E):E 将E入栈返回E
pop():E 将栈顶元素出栈并返回这个元素
peek():E 获取栈顶元素
empty():boolean 判断栈是否为空

3.模拟实现栈

栈的所有操作只能在固定一端进行操作,所以它可以采取数组和链表进行存储


采用数组进行存储:可以在尾部进行插入和删除操作,这样时间复杂度为O(1),但是美中不足点就是需要考虑扩容  


采用单链表进行存储:插入操作时间复杂度为O(1),删除操作时间复杂度为O(n)


采用双链表进行存储:插入和删除操作时间复杂度为O(1),但是需要存储上一个节点的地址和下一个节点的地址


从时间复杂度和空间复杂度的角度,数组实现栈更好一点。并且Java内部也是用数组实现的存储栈


那接下来我们就用数组实现栈:


首先我们得写一个类,将栈的实现过程,成员方法成员属性全部放在这个类中:


public class MyStack {
}

3.1 成员属性

定义一个 elem 的数组用来存放数据 ,在定义一个整型变量 size 记录有效元素的个数。栈的所有操作都是在一端进行的,我们可以通过 size -1 找到最后一个元素的位置


private int[] elem; //存放数据的数组
private int size; //有效元素个数
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; //约定好的默认容量

3.2 构造方法

每一次实例化 MyStack 这个类时,都会自动调用这个构造方法,这个构造方法会给 elem 数组开辟 DEFAULT_CAPACITY (10)个空间,构造方法在对象的运行期间只会执行一次


public MyStack() {
    this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    this.size = 0;
}


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