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詳解Java模擬棧的實(shí)現(xiàn)以及Stack類的介紹

更新時(shí)間：2023年04月23日 10:20:31 作者：會(huì)飛的喵喵

棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它按照后進(jìn)先出的原則來存儲(chǔ)和訪問數(shù)據(jù)。Stack是一個(gè)類，表示棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。本文就來和大家介紹一下Java模擬棧的實(shí)現(xiàn)以及Stack類的使用，需要的可以參考一下

1.用 Java 模擬棧

1.1 棧是什么

棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它按照后進(jìn)先出的原則來存儲(chǔ)和訪問數(shù)據(jù)。這意味著最后添加到棧中的元素最先被訪問和移除，而最先添加到棧中的元素最后被訪問和移除。

棧的基本操作包括入棧（push），即將元素添加到棧頂；出棧（pop），即將棧頂元素移除；以及訪問棧頂元素（peek）。

1.2 模擬棧

（1）在Java中，Stack 的底層是用數(shù)組來裝數(shù)據(jù)，所以我們這里就用數(shù)組來模擬。

public class MyStack {

    //裝數(shù)據(jù)
    private int[] data;

    //棧中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
    public int useSize;//初始值為0

    
    public MyStack(){
        //初始空間為 10
        data = new int[10];
    }
    
    //返回棧中的元素個(gè)數(shù)
    public int size(){
        return useSize;
    }    
    
}

（2）入棧：當(dāng)空間滿了后擴(kuò)容。

//擴(kuò)容
public void capacity(){
    this.data = Arrays.copyOf(this.data, (int) (1.5 * this.data.length));
}

//判斷是否滿了，
public boolean isFull () {
    return useSize == this.data.length;
}

//入棧，返回插入成功的值
public int push(int val){
    if(isFull()){
        capacity();
    }
    this.data[useSize] = val;
    useSize++;//useSize 始終指向的是棧頂元素的下一個(gè)位置。
    return val;
}

（3）出棧：

//判斷是否為空
public boolean isEmpty() {
    return useSize == 0;
}

//出棧，返回出棧的值
public int pop(){
    if(isEmpty()){
        throw new NullPointerException("?？?);
    }
    return this.data[--useSize];
}

（4）查看棧頂元素：

//查看棧頂元素
public int peek(){
    if(isEmpty()){
        throw new NullPointerException("?？?);
    }
    return this.data[useSize - 1];
}

1.3 匯總

public class MyStack {

    //裝數(shù)據(jù)
    private int[] data;

    //棧中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；
    private int useSize;


    public MyStack(){
        //初始空間為 10
        this.data = new int[10];
    }


    //擴(kuò)容
    public void capacity(){
        this.data = Arrays.copyOf(this.data, (int) (1.5 * this.data.length));
    }

    //判斷是否滿了，
    public boolean isFull () {
        return useSize == this.data.length;
    }

    //入棧，返回插入成功的值
    public int push(int val){
        if(isFull()){
            capacity();
        }
        this.data[useSize] = val;
        useSize++;//useSize 始終指向的是棧頂元素的下一個(gè)位置。
        return val;
    }



    //判斷是否為空
    public boolean isEmpty() {
        return useSize == 0;
    }

    //出棧，返回出棧的值
    public int pop(){
        if(isEmpty()){
            throw new NullPointerException("?？?);
        }
        return this.data[--useSize];
    }


    //查看棧頂元素
    public int peek(){
        if(isEmpty()){
            throw new NullPointerException("?？?);
        }
        return this.data[useSize - 1];
    }

    //返回棧中的元素個(gè)數(shù)
    public int size(){
        return useSize;
    }

}

2.Stack 類的介紹

2.1 Stack 的常用方法

在Java中，Stack是一個(gè)類，表示棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。它繼承自Vector類，因此具有Vector類的所有方法，并且還提供了堆棧操作的額外方法。Stack類實(shí)現(xiàn)了棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本操作，包括將元素壓入棧頂、從棧頂彈出元素、查看棧頂元素等。

構(gòu)造方法	描述
Stack()	創(chuàng)建一個(gè)空堆棧

方法	描述
E push(E item)	將元素壓入棧頂部
E pop()	移除棧頂部的元素并返回該元素
E peek()	返回棧頂部的元素而不移除它
int size()	獲取棧中有效元素個(gè)數(shù)
boolean empty()	測試棧是否為空
int search(Object o)	返回對象在堆棧中的位置，以 1 為基數(shù)

search(Object o)方法用于查詢棧中給定元素 o 在該棧中出現(xiàn)的位置。若該元素存在于棧中，則返回該元素在棧中的距離棧頂?shù)奈恢谩ｍ斘恢脼?1，往下遞增。

public static void main(String[] args) {
    // 創(chuàng)建一個(gè)堆棧
    Stack<String> stack = new Stack<>();

    // 將元素壓入堆棧
    stack.push("Java");
    stack.push("Python");
    stack.push("C++");

    // 查找元素在堆棧中的位置
    int index1 = stack.search("Java");
    int index2 = stack.search("Python");
    int index3 = stack.search("C++");

    // 輸出元素在堆棧中的位置
    System.out.println("Java在堆棧中的位置是：" + index1);
    System.out.println("Python在堆棧中的位置是：" + index2);
    System.out.println("C++在堆棧中的位置是：" + index3);
}

結(jié)果：