java兑现栈结构
栈的定义
栈（Stack）是限制仅在表的一端进行插入和删除运算的线性表。
(1)通常称插入、删除的这一端为栈顶 （Top），另一端称为栈底 （Bottom）。
(2)当表中没有元素时称为空栈。
(3)栈为后进先出（Last In First Out）的线性表，简称为 LIFO 表。
栈的修改是按后进先出的原则进行。每次删除（退栈）的总是当前栈中"
最新"的元素，即最后插入（进栈）的元素，而最先插入的是被放在栈的底部，
要到最后才能删除。
【示例】元素是以a1，a2，…，an的顺序进栈，退栈的次序却是an，an-1，…，
a1。
2、栈的基本运算
（1）InitStack（S）
构造一个空栈S。
（2）StackEmpty（S）
判栈空。若S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE。
（3）StackFull（S）
判栈满。若S为满栈，则返回TRUE，否则返回FALSE。
注意： 该运算只适用于栈的顺序存储结构。
（4）Push（S，x）
进栈。若栈S不满，则将元素x插入S的栈顶。
（5）Pop（S）
定义堆栈ADT
StackADT
package Stack;
public interface StackADT {
public void push(Object element);//压栈
public Object pop();//出栈
public boolean isEmpty();
public int size();
public Object peek();//返回栈顶对象的一个引用
public String toString();
}
链式实现：
在栈的一段添加和删除元素，在栈中维护一个指向栈顶的结点和一个count变量指示栈的大小：
private LinearNode top; //指向栈顶
private int count;//标记栈的大小
每次出栈和压栈在链表的表头：（也可以再表尾，实现方式不一样而已）
top--->元素1--->元素2--->元素3.........
实现（附带测试main）：
LinkedStack
package Stack;
import Bag.LinearNode;
//为了重点来实现算法，将异常情况直接打印出然后退出程序，不再声明异常类
public class LinkedStack implements StackADT {
private LinearNode top; //指向栈顶
private int count;//标记栈的大小
public static void main(String[] args){
LinkedStack stack = new LinkedStack();
System.out.println("将0到10依次压栈");
for(int i = 0;i < 10;i++)
stack.push(i);
System.out.println("连续执行5次出栈操作");
for(int i = 0;i < 5;i++)
stack.pop();
System.out.println("栈为空吗？： " + stack.isEmpty());
System.out.println("栈的大小为： " + stack.size());
System.out.println("栈顶元素为： " + stack.top.getElement());
System.out.println("栈顶元素为： " + stack.peek());
}
public LinkedStack()
{
top = null;
count = 0;
}
public int size() {
return count;
}
public boolean isEmpty() {
return (size() == 0);
}
public void push(Object element) {
LinearNode node = new LinearNode(element);
node.setNext(top);
top = node;
count++;
}
public Object pop() {
if(isEmpty())
{
System.out.println("stack is empty!");
System.exit(1);
}
Object result = top.getElement();
top = top.getNext();
count--;
return result;
}
public Object peek() {
Object result = top.getElement();
return result;
}
}
运行结果：
将0到10依次压栈
连续执行5次出栈操作
栈为空吗？： false
栈的大小为： 5
栈顶元素为： 4
栈顶元素为： 4
数组实现：
栈底总是数组下标为0的位置，入栈出栈从数组下标的最后一个元素开始：
private Object[] contents;
private int top;//top标记下一个入栈的位置，同时也表示栈的容量大小，跟链式实现的count比较一下！！！
实现（附带测试main）：
ArrayStack
package Stack;
public class ArrayStack implements StackADT {
private Object[] contents;
private int top;//top标记下一个入栈的位置，同时也表示栈的容量大小，跟链式实现的count比较一下！！！
private static int SIZE = 10;
public ArrayStack()
{
contents = new Object[SIZE];
top = 0;
}
public void expand(){//借助于申请一个辅助空间,每次扩展容量一倍
Object[] larger = new Object[size()*2];
for(int index = 0;index < top;index++)
larger[index] = contents[index];
contents = larger;
}
public int size() {
return top;
}
public boolean isEmpty() {
return (size() == 0);
}
public void push(Object element) {
//if(isEmpty())
//expand();
if(top == contents.length)
expand();
contents[top] = element;
top++;
}
public Object pop() {
if(isEmpty())
{
System.out.println("stack is empty!");
System.exit(1);
}
Object result = contents[top-1];
contents[top-1] = null;//出栈
top--;
return result;
/*书上这样写简便一点：：：
* top--;
* Object result = contents[top];
* contents[top] = null;*/
}
public Object peek() {
Object result;
if(isEmpty())
result = null;
else
result = contents[top-1];
return result;
}
public static void main(String[] args) {
ArrayStack stack = new ArrayStack();
System.out.println("将0到24依次压栈，然后连续10次出栈");
for(int i = 0;i < 25;i++)
stack.push(i);
for(int i = 0;i < 10;i++)
stack.pop();
System.out.println("栈的大小为： " + stack.size());
System.out.println("栈为空吗？： " + stack.isEmpty());
System.out.println("栈顶元素为： " + stack.peek());
}
}
运行结果：
将0到24依次压栈，然后连续10次出栈
栈的大小为： 15
栈为空吗？： false
栈顶元素为： 14