数据结构——栈 (链栈和基于Java的运算实现)
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了数据结构——栈 (链栈和基于Java的运算实现)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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链式存储 (链栈)
概述：插入和删除限制在表头位置(栈顶)进行，将单链表的头指针head改为栈顶指针top即可。
图示：
基本运算实现
//链表结点类
public class Node {
//数据域
private Object data;
//指针域
private Node next;
public Node() {
}
public Node(Object data, Node next) {
this.data = data;
this.next = next;
}
public Object getData() {
return data;
}
public void setData(Object data) {
this.data = data;
}
public Node getNext() {
return next;
}
public void setNext(Node next) {
this.next = next;
}
}public class StackNode {
//定义头指针
Node top = null;
//定义链栈长度
int size;
//判栈空
public boolean StackEmpty(){
return size == 0;
}
//进栈（入栈）
public void Push(Object x){
//申请新结点
Node n = new Node();
//数据域赋值
n.setData(x);
//新结点插入栈顶
n.setNext(top);
//top指向新的栈顶
top = n;
//链表长度加1
size++;
}
//退栈（出栈）
public Object Pop(){
//保存栈顶指针
Node node = top;
if (StackEmpty()){
System.out.println("stack empty!");
return null;
}else {
//保存删除的结点值
Object x = node.getData();
//栈顶指针指向下一个结点
top = node.getNext();
//链表长度减1
size--;
//返回被删除的元素值
return x;
}
}
//遍历栈
public void StackNodeShow(){
//定义一个新结点
Node node = top;
for (int i = 0; i < size; i++) {
System.out.println(node.getData());
//移动新结点
node = node.getNext();
}
}
//取栈顶元素
public Object GetTop() {
//判断是否栈空
if (StackEmpty()) {
System.out.println("stack empty!");
return null;
} else return top.getData();
}
}public class StackNodeTest {
public static void main(String[] args) {
//创建链栈
StackNode stackNode = new StackNode();
//判栈空
boolean b = stackNode.StackEmpty();
System.out.println("栈是否为空：" + b);
System.out.println();
//进栈（入栈）
stackNode.Push("xx");
stackNode.Push("hh");
stackNode.Push("zz");
stackNode.Push("kk");
//遍历栈
System.out.println("遍历栈(先进后出)：");
stackNode.StackNodeShow();
//取栈顶元素
Object o = stackNode.GetTop();
System.out.println("栈顶元素为："+o);
System.out.println("链表长度为："+stackNode.size);
System.out.println();
//退栈（出栈）
stackNode.Pop();
stackNode.Pop();
//遍历栈
System.out.println("遍历栈(先进后出)：");
stackNode.StackNodeShow();
//取栈顶元素
Object o1 = stackNode.GetTop();
System.out.println("栈顶元素为："+o1);
System.out.println("链表长度为："+stackNode.size);
}
}
运行结果：
栈的应用举例
圆括号匹配检验
说明：对于输入的一个算术表达式字符串，该算法用于判断其中圆括号是否匹配，匹配返回True，否则返回False。
实现思路：循环读入表达式中的字符，如遇左括号 “(” 就进栈，遇右括号 ”)“ 则判断是否为空，若为空，返回False，否则退栈；循环结束后再判断栈是否为空，若栈空说明括号匹配，否则说明不匹配。
代码实现：基于上边定义的链栈实现的。
public class StackNodeTest { public static void main(String[] args) { String s = "(15+36)*(4*5)"; boolean expr = Expr(s); System.out.println("括号是否合法：" + expr); String s1 = "(15)+36(()*(4*5)"; boolean expr1 = Expr(s1); System.out.println("括号是否合法：" + expr1); } public static boolean Expr(String s) { //创建一个链栈 StackNode stackNode = new StackNode(); //循环字符串 for (int i = 0; i < s.length(); i++) { //遇到左括号进栈 if (s.charAt(i) == '(') { stackNode.Push(s.charAt(i)); } else if (s.charAt(i) == ')') { //判栈空 if (stackNode.StackEmpty()) { //结束运行 System.exit(0); } else stackNode.Pop(); //遇右括号退栈 } } if (stackNode.StackEmpty()) return true; else return false; } }运行结果：
字符串回文的判断
说明：判断一个字符串是否具有中心对称，正读和反读均相同的字符序列，例如：ababbbaba和 abcba都是中心对称的字符串。
实现思路：首先要知道中心在哪，从中间向两头进行比较，若完全相同，则该字符串是中心对称，否则不是。首先求出字符串的长度，然后将前一半字符入栈，再利用退栈操作将其与后一半字符进行比较。
代码实现：基于上边定义的链栈实现的。
public class StackNodeTest { public static void main(String[] args) { String s = "abcdaad"; boolean symmetry = symmetry(s); System.out.println("是否是回文字符串：" + symmetry); String s1 = "ababbaba"; boolean symmetry1 = symmetry(s1); System.out.println("是否是回文字符串：" + symmetry1); } public static boolean symmetry(String s) { //创建一个链栈 StackNode stackNode = new StackNode(); //循环字符串长度的一半 for (int i = 0; i < s.length() / 2; i++) { //前一半字符入栈 stackNode.Push(s.charAt(i)); } //后一半字符在串中的起始位置 int k = (s.length() + 1) / 2; //后一半字符与栈中字符比较 for (int i = k; i < s.length(); i++) { //退栈依次获取元素,如果有不相同的字符就是不对称 if ((char) stackNode.Pop() != s.charAt(i)) return false; } return true; } }运行结果：
数制转换
说明：将一个非负的十进制整数N转换成d进制，原理：N = (N/d)*d + N%d，解该题的前提是要会各个进制之间的转换，如果有不懂或者忘了的小伙伴可以参考博主这篇文章：各个进制的概念与转换（二、八、十、十六进制）_South.return-CSDN博客
实现思路：将计算过程中得到的d进制数的各位数字顺序进栈，按出栈序列顺序输出得到的数就是十进制数所对应的d进制数。
代码实现：基于上边定义的链栈实现的。
public class StackNodeTest { public static void main(String[] args) { conversion(150, 8); System.out.println(); conversion(150, 16); System.out.println(); System.out.println(); conversion(3553, 8); System.out.println(); conversion(3553, 16); System.out.println(); } //将一个非负的十进制数N转换成任意的d进制数 public static void conversion(int N, int d) { //创建一个链栈 StackNode stackNode = new StackNode(); //当N大于1时循环 while (N > 1) { //取模，获取余数 stackNode.Push(N % d); N = N / d; } //退栈 while (!stackNode.StackEmpty()) { Object pop = stackNode.Pop(); System.out.print(pop); } } }运行结果：
以上是关于数据结构——栈 (链栈和基于Java的运算实现)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
(王道408考研数据结构)第三章栈和队列-第二节：队列基本概念顺序栈和链栈基本操作