Java深入了解数据结构之栈与队列的详解
目录
- 一,栈
- 1,概念
- 2,栈的操作
- 3,栈的实现
- ①入栈
- ②出栈
- ③获取栈顶元素
- ④判断栈是否为空
- 4,实现mystack
- 二,队列
- 1,概念
- 2,队列的实现
- ①入队
- ②出队
- ③获取队首元素
- 3,实现myqueue
一,栈
1,概念
在我们软件应用 ,栈这种后进先出数据结构的应用是非常普遍的。比如你用浏 览器上网时不管什么浏览器都有 个"后退"键,你点击后可以接访问顺序的逆序加载浏览过的网页。
很多类似的软件,比如 Word Photoshop 等文档或图像编 软件中 都有撤销 )的操作,也是用栈这种方式来实现的,当然不同的软件具体实现会有很大差异,不过原理其实都是一样的。
栈( stack )是限定仅在表尾进行插入和删除的线性表
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。
2,栈的操作
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。
3,栈的实现
①入栈
public static void main(String[] args) { Stack<Integer> stack = new Stack<>(); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); stack.push(4); int ret = stack.push(4); System.out.println(ret); }
②出栈
public static void main(String[] args) { Stack<Integer> stack = new Stack<>(); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); int ret1 = stack.pop(); int ret2 = stack.pop(); System.out.println(ret1); System.out.println(ret2); }
③获取栈顶元素
public static void main(String[] args) { Stack<Integer> stack = new Stack<>(); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); int ret1 = stack.pop(); int ret2 = stack.pop(); int ret3 = stack.peek(); System.out.println(ret1); System.out.println(ret2); System.out.println(ret3); }
④判断栈是否为空
public static void main(String[] args) { Stack<Integer> stack = new Stack<>(); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); int ret1 = stack.pop(); int ret2 = stack.pop(); int ret3 = stack.peek(); System.out.println(ret1); System.out.println(ret2); System.out.println(ret3); stack.pop(); boolean flag = stack.empty(); System.out.println(flag); }
4,实现mystack
public class MyStack<T> { private T[] elem;//数组 private int top;//当前可以存放数据元素的下标-》栈顶指针 public MyStack() { this.elem = (T[])new Object[10]; } /** * 入栈操作 * @param item 入栈的元素 */ public void push(T item) { //1、判断当前栈是否是满的 if(isFull()){ this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,2*this.elem.length); } //2、elem[top] = item top++; this.elem[this.top++] = item; } public boolean isFull(){ return this.elem.length == this.top; } /** * 出栈 * @return 出栈的元素 */ public T pop() { if(empty()) { throw new UnsupportedOperationException("栈为空!"); } T ret = this.elem[this.top-1]; this.top--;//真正的改变了top的值 return ret; } /** * 得到栈顶元素,但是不删除 * @return */ public T peek() { if(empty()) { throw new UnsupportedOperationException("栈为空!"); } //this.top--;//真正的改变了top的值 return this.elem[this.top-1]; } public boolean empty(){ return this.top == 0; } }
public static void main(String[] args) { MyStack<Integer> myStack = new MyStack<>(); myStack.push(1); myStack.push(2); myStack.push(3); System.out.println(myStack.peek()); System.out.println(myStack.pop()); System.out.println(myStack.pop()); System.out.println(myStack.pop()); System.out.println(myStack.empty()); System.out.println("============================"); MyStack<String> myStack2 = new MyStack<>(); myStack2.push("hello"); myStack2.push("word"); myStack2.push("thank"); System.out.println(myStack2.peek()); System.out.println(myStack2.pop()); System.out.println(myStack2.pop()); System.out.println(myStack2.pop()); System.out.println(myStack2.empty()); }
二,队列
1,概念
像移动、联通、电信等客服电话,客服人员与客户相比总是少数,在所有的客服人员都占线的情况下,客户会被要求等待,直到有某个客服人员空下来,才能让最先等待的客户接通电话。这里也是将所有当前拨打客服电话的客户进行了排队处理。
操作系统和客服系统中,都是应用了种数据结构来实现刚才提到的先进先出的排队功能,这就是队列。
队列(queue) 是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表
队列:只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表,队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 入队列:进行插入操作的一端称为队尾(Tail/Rear) 出队列:进行删除操作的一端称为队头 (Head/Front)
2,队列的实现
①入队
public static void main(String[] args) { Deque<Integer> queue = new LinkedList<>(); queue.offer(1); queue.offer(2); queue.offer(3); queue.offer(4); }
②出队
public static void main(String[] args) { Deque<Integer> queue = new LinkedList<>(); queue.offer(1); queue.offer(2); queue.offer(3); queue.offer(4); System.out.println(queue.poll()); System.out.println(queue.poll()); }
③获取队首元素
public static void main(String[] args) { Deque<Integer> queue = new LinkedList<>(); queue.offer(1); queue.offer(2); queue.offer(3); queue.offer(4); System.out.println(queue.poll()); System.out.println(queue.poll()); System.out.println("-----------------"); System.out.println(queue.peek()); }
3,实现myqueue
class Node { private int val; private Node next; public int getVal() { return val; } public void setVal(int val) { this.val = val; } public Node getNext() { return next; } public void setNext(Node next) { this.next = next; } public Node(int val) { this.val = val; } } public class MyQueue { private Node first; private Node last; //入队 public void offer(int val) { //尾插法 需要判断是不是第一次插入 Node node = new Node(val); if(this.first == null) { this.first = node; this.last = node; }else { this.last.setNext(node);//last.next = node; this.last = node; } } //出队 public int poll() { //1判断是否为空的 if(isEmpty()) { throw new UnsupportedOperationException("队列为空!"); } //this.first = this.first.next; int ret = this.first.getVal(); this.first = this.first.getNext(); return ret; } //得到队头元素但是不删除 public int peek() { //不要移动first if(isEmpty()) { throw new UnsupportedOperationException("队列为空!"); } return this.first.getVal(); } //队列是否为空 public boolean isEmpty() { return this.first == null; } }
public static void main(String[] args) { MyQueue myQueue = new MyQueue(); myQueue.offer(1); myQueue.offer(2); myQueue.offer(3); System.out.println(myQueue.peek()); System.out.println(myQueue.poll()); System.out.println(myQueue.poll()); System.out.println(myQueue.poll()); System.out.println(myQueue.isEmpty()); }
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