目录
- 一，栈
- 1，概念
- 2，栈的操作
- 3，栈的实现
- 4，实现mystack
- 二，队列
- 1，概念
- 2，队列的实现
- 3，实现myqueue
- 栈、队列与数组的区别？
- 总结
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 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;
}
}
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());
}
栈、队列与数组的区别？
A: 栈、队列和优先级队列与数组主要有如下三个区别：
A: (一)程序员工具
数组和其他的结构（栈、队列、链表、树等等）都适用于数据库应用中作为数据记录。它们常用于记录那些对应于现实世界的对象和活动的数据，如职员档案等，这些结构便于数据的访问：它们易于进行插入、删除和查找特定数据项的操作。
然而，本篇要讲解的数据结构和算法更多的是作为程序员的工具来运用。它们主要作为构思算法的辅助工具，而不是完全的数据存储工具。这些数据结构的生命周期比那些数据库类型的结构要短得多。在程序操作执行期间它们才被创建，通常用它们去执行某项特殊的任务；当完成任务之后，它们则被销毁。
A: (二)受限访问
在数组中，若知道数据项的下标，便可以立即访问该数据项；而在本篇的数据结构中，访问是受限制的，即在特定时刻只有一个数据项可以被读取或者删除。
这些结构接口的设计增强了这种受限访问，访问其他数据项理论上是不允许的。
A: (三)更加抽象
栈、队列和优先队列是比数组和其他数据存储结构更为抽象的结构。主要是通过接口对栈、队列和优先队列进行定义，接口表明了它们可以完成的操作，而主要实现机制对用户来说是不可见的。
例如：栈的实现机制可以用数组实现，本篇的示例就是这样处理的，但它也可以用链表来实现。优先级队列的内部实现可以用数组或一种特别的树-堆来实现。
