❤️0基础小白也能看得懂的数据结构之栈❤️⭐建议收藏⭐

Posted 2021-10-06 MR.SEEEKS

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了❤️0基础小白也能看得懂的数据结构之栈❤️⭐建议收藏⭐相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

⭐欢迎来到数据结构专栏，一起学习，一起进步⭐

⭐文章目录：

一、栈是什么？
二、集合框架中的栈
三、栈方法的处使用
四、实现一个栈
五、牛客OJ习题

一、栈是什么？

栈是一种特殊的线性表，它只允许在固定的一端进行插入和删除。并把这一端叫栈顶，另一端叫做栈底。栈中元素的进、出遵循先进后出的原则。

不了解线性表是同学可以看看我之前写的线性表的文章，链接放到下方：
线性表及顺序表讲解+手撕代码

说到这里可能大家还有一些抽象，来给大家举一些现实生活中的例子。

1、子弹上膛就是一种栈的应用：先上上去的子弹放到弹夹的底部，最后上的子弹最先打出去。

2、米缸也是一种栈的应用，最先倒进米缸的米，最后才吃得到，而最后放进去的米，最先吃。

栈的两种操作：

1、压栈：将元素放进栈中就叫做压栈/入栈/进栈，入数据在栈顶。

2、出栈：栈中元素的删除操作叫出栈。出数据在栈顶。

二、集合框架中的栈

Java当中的栈Stack继承自Vector，它的底层是一个数组，Vector又继承了Deque，然后一路继承到collection。

三、栈方法的处使用

3.1、初次使用Stack栈的方法

1、打开idea，导入Stack的包，并实例化出一个stack对象

//导包
import java.util.Stack;

public class MyOwnStack {
    public static void main(String[] args) {
    //new一个Stack对象，里面存放整形元素。
        Stack<Integer> stack=new Stack<>();
        
    }
}

2、查看Java当中栈的源码

在idea中，按住 Ctrl，旋转Stack，再点击鼠标左键，就进入到栈的源码了。可以在列表的左侧看到，栈包含5个方法。和一个构造方法。我们下面来尝试使用栈的方法。

3.2、栈的push方法

也就是入栈操作，每次将一个元素插入到栈中。

 public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack=new Stack<>();
        //栈的插入
          stack.push(1);
          stack.push(2);
          stack.push(3);
        System.out.println(stack);
    }

运行结果：

3.3、栈的pop方法

弹出当前栈的栈顶元素。每次一个

 //弹出栈顶元素，一次一个
        stack.pop();
        System.out.print("pop后栈当中的元素： ");
        System.out.println(stack);

运行效果：

3.4、栈的peek方法

得到栈顶元素，但是不删除改元素。仅仅是得到！

  //得到栈顶元素
        int peekNum=stack.peek();
        System.out.println("得到栈顶元素:  "+peekNum);

运行结果：

3.5 栈的empty方法

判断当前栈是否为空，返回ture，或false。

  //判断当前栈是否为空
        System.out.println("当前栈为空吗？  "+stack.empty());

运行结果：

3.6 查找元素

输入要查找的元素值，返回在栈中的位置下标。

/**查找元素
        当前栈的元素是 1,2,3。
         1是先入的，所以栈的实际顺序是，  3  ，2  ，1
         所以调用search方法找1的话应该是在3位置。
         **/
        System.out.println("1在栈中的位置"+stack.search(1));

运行结果：

3.7 Stack的isEmpty方法

和empty一样，判断是否为空，返回ture或者false

四、实现一个栈

上面学习了，Java当中的栈的那些方法，接下来我们自己通过数组来实现一个自己的栈。在实现上面那些方法。

既然是数组实现的，就包含了下标的特性，我们在栈中也使用这个特性，创建一个引用top，top代表当前数组的下标。

4.1、初始化栈

我们需要一个数组，top下标。在这里目的还是为了实现栈的方法，所以栈的大小暂且初始化为10。满了再扩容就行。因为是数组，所以可以直接使用Arrays.copyOf扩容。

初始化代码：

public class MyOwnStack {
      private  int []elem;//用于实现栈的数组
      private int top;//下标->栈顶指针
      //不带参数的构造方法
    public  MyOwnStack(){
        this.elem=new int[10];
    }

    }

假设当前有一组数据，12，28，45，77，9待入栈，数组elem是模拟栈的，top代表可以存放元素的下标。当没有任何元素入栈是top的位置就是0。

当我们将待入栈元素12入栈后，相应的top就指向了1号下标。当28入栈后，top就指向2号下标，依次类推。

4.2、push方法

push方法需要考虑一个问题就是当前栈是否已经满了，如果没满那直接插入数据就行。那如果满了呢？给数组进行扩容就行。

push方法三步走：
1、判断当前栈是不是满了？
2、没满->直接插入数据
3、满了->数组扩容在插入数据

判满方法 isFull代码如下：

思路是判断数组长度和top的大小。

  public  boolean isFull(){
    //如果top直到栈顶当然栈就满了
       return  this.elem.length==this.top;
    }

push方法整个代码

   /**
     *   入栈操作
     * @param item 需要入栈的元素
     * @return
     */
    public  void push(int item){
     //1、判断当前栈是否是满的,没有满的话进行第二步
    if(isFull()){
        //满了就扩容
        this.elem= Arrays.copyOf(this.elem, 2*this.elem.length);
    }
    //2、elem[top]=item  top++;
     elem[top]=item;
     top++;
    }

4.3、empty方法

由于top记录了当前可以存放数据位置的下标，所以可以判断top是不是等于0即可。

   /**
     * 判空
     * @return
     */
    public  boolean empty(){
   return  this.top==0;
    }

4.4、pop方法

和push方法类似，需要判断当前栈的元素情况。只不过不同的是，push方法是判断是不是满了，而pop方法是判断是不是当前栈一个元素都没有，如果没有元素，当然就不能弹出栈顶元素了。

pop方法三步走
1、判断栈是不是空的
2、空的->抛出一个异常，表示栈是空的，并打印
3、不为空-> 创建一个ret接受栈顶元素，并将top减一。返回ret。

举一个例子：
需要把2号下标的45弹出去。让ret接收45，并让top向下移动一个位置，因为top是记录当前可以存放数据元素的下标。栈中的元素少了一个，top当然就要减一啦。

pop前：

pop后：

上代码：

   /**
     * 出栈，删除栈顶元素
     * @return
     */
    public  int pop(){
    if(empty()){
        throw  new UnsupportedOperationException("栈为空");
    }
    int ret=this.elem[this.top-1];
    this.top--;//真正的改变了top的值
    return  ret;
    }

4.5、peek方法

和上面的pop方法不同的是pop是不仅要获取栈顶元素，还要删除他，而peek就需要获取就行了。所以他们直接代码差别就在对top的改动上。

上代码：

  /**
     * 得到栈顶元素，并且不删除
     * @return
     */
    public  int peek(){
     if(empty()){
         throw  new UnsupportedOperationException("栈为空");
     }
     return  this.elem[this.top-1];
    }