栈的介绍以及使用数组模拟栈的入栈和出栈

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📕该篇文章收录专栏—数据结构

目录

栈（stack）

介绍

应用场景

使用数组模拟栈

思路分析

编写ArrayStack类，表示一个栈

属性

入栈

 出栈

 显示栈

编写ArrayStackDemo类，演示数组模拟栈

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栈（stack）

介绍

（1）栈是一个先进后出的有序列表

（2）栈是限制线性表中元素的插入和删除只能在线性表的同一端进行的一种特殊线性表。允许插入和删除的一端，为变化的一端，称为栈顶（Top），另一端为固定的一端，称为栈底（Bottom）。

（3）根据栈的定义可知，最先放入栈中的元素在栈底，最后放入的元素在栈顶，而删除元素时正好相反，最后放入的元素最先删除，最先放入的元素最后删除。

应用场景

（1）子程序的调用：在跳往子程序之前，会先将下一个指令的地址存到栈中，直到子程序执行完毕后再将地址取出，回到原来的程序当中。

（2）处理递归调用：和子程序的调用类似，只是除了存储下一个指令的地址外，也将参数、区域变量等数据存入到栈中。

（3）表达式的转换[中缀表达式转后缀表达式]与求职（实际解决）。

（4）二叉树的遍历。

（5）图形的深度优化搜索法。

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使用数组模拟栈

思路分析

（1）定义一个 top 表示栈顶，初始化为 -1

（2）入栈的操作：stack[++top] = data;

（3）出栈的操作：int value = stack[top--]; return value;

编写ArrayStack类，表示一个栈

属性

class ArrayStack {
    private int maxSize;//栈的大小
    private int[] stack;//用数组模拟栈，将数据放到数组中
    private int top = -1;//表示栈顶，默认值为 -1
 
    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[maxSize];
    }
 
    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }
    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }
}

入栈

//入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否为满
        if(isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        stack[++top] = value;
    }

 出栈

//出栈-pop，将栈顶的数据返回
    public int pop() {
        //先判断栈是否为空
        if(isEmpty()) {
//            System.out.println("栈空");
//            return;
        // 因为有返回值，所以不能用这种返回的方式
        throw new RuntimeException("栈空");
        }
        int value = stack[top--];
        return value;
    }

 显示栈

//显示栈的情况（遍历栈），遍历时，需要从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        //判断栈是否为空
        if(isEmpty()) {
            System.out.println("栈空");
            return;
        }
        //从栈顶开始显示数据
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d] = %d\n",i,stack[i]);
        }
    }

编写ArrayStackDemo类，演示数组模拟栈

import java.util.Scanner;
//用数组表示栈
public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack arrayStack = new ArrayStack(5);
        boolean loop = true;//控制是否退出菜单
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 
        while(loop) {
            System.out.println("push：入栈");
            System.out.println("pop：出栈");
            System.out.println("show：显示栈");
            System.out.println("exit：退出程序");
 
            System.out.println("请输入你的选择：");
            String key = scanner.next();
 
            switch (key) {
                case "push":
                    System.out.println("请输入一个数：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayStack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int res = arrayStack.pop();//抛出异常
                        System.out.println("出栈的数据为：" + res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "show":
                    arrayStack.list();
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();//关闭scanner
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序以及结束");
    }
}