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C#常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧的詳細(xì)介紹

 更新時(shí)間:2024年09月24日 10:33:42   作者:王維志  
在C#中,Stack<T> 是一個(gè)后進(jìn)先出(LIFO,Last-In-First-Out)集合類,位于System.Collections.Generic 命名空間中,本文詳細(xì)介紹C#常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

定義

在C#中,Stack<T> 是一個(gè)后進(jìn)先出(LIFO,Last-In-First-Out)集合類,位于System.Collections.Generic 命名空間中。Stack<T> 允許你將元素壓入棧頂,并從棧頂彈出元素。

不難看出,最先放入棧中的元素在棧底,最后放入的元素在棧頂,而刪除元素剛好相反,最后放入的元素最先刪除,最先放入的元素最后刪除

即有泛型版本,又有非泛型版本,我們常用泛型版本(二者思想上差別不大,非泛型會(huì)涉及裝箱拆箱),棧的結(jié)構(gòu)如下

常規(guī)用法

1. 聲明一個(gè)棧

無(wú)參構(gòu)造函數(shù)

獲取一個(gè)空的棧對(duì)象

public Stack();
Stack<int> stack = new Stack<int>();

接受一個(gè)可枚舉對(duì)象

此構(gòu)造函數(shù)允許你用一個(gè)已有的集合(如數(shù)組、列表等)來(lái)初始化棧,并按集合的順序?qū)⒃貕喝霔V校系淖詈笠粋€(gè)元素將成為棧的頂部。

public Stack(IEnumerable<T> collection);
List<int> list = new List<int> { 1, 2, 3 };
Stack<int> stack = new Stack<int>(list);

不常用

指定棧的初始容量,減少擴(kuò)展時(shí)的性能開(kāi)銷(xiāo)。這個(gè)參數(shù)不是常用的,因?yàn)闂?huì)自動(dòng)調(diào)整大小,但對(duì)于需要明確控制內(nèi)存的場(chǎng)景,可以使用這個(gè)構(gòu)造函數(shù)。

public Stack(int capacity);
Stack<int> stack = new Stack<int>(100); // 初始化一個(gè)容量為100的棧

2. 將元素壓入棧 (Push)

 
stack.Push(1);
stack.Push(2);
stack.Push(3);

3. 從棧頂彈出元素 (Pop)

Pop 會(huì)移除并返回棧頂?shù)脑亍?
因?yàn)槭呛筮M(jìn)先出,所以我們彈出的最后入棧的元素3
int topElement = stack.Pop(); // topElement is 3

4. 查看棧頂元素但不移除 (Peek)

Peek 只返回棧頂元素,但不會(huì)從棧中移除它。
int topElement = stack.Peek(); // topElement is 2

5. 檢查棧是否為空 (Count 和 Any)

你可以使用 Count 屬性或 Any 方法來(lái)檢查棧中是否有元素。
bool isEmpty = stack.Count == 0; // or stack.Any() == false

6. 遍歷棧中的元素

你可以通過(guò) foreach 遍歷棧中的元素,注意遍歷的順序是從棧頂?shù)綏5住?
foreach (var item in stack)
{
Console.WriteLine(item);
}

7. 清空棧 (Clear)

你可以使用 Clear 方法來(lái)移除棧中的所有元素。
stack.Clear();

8.Contains 方法

判斷棧中是否包含某個(gè)元素,返回 true 或 false。
bool exists = stack.Contains(2); // 檢查棧中是否包含2

9.TryPeek 和 TryPop 方法

TryPeek(out T result)
TryPeek 允許你嘗試獲取棧頂元素,而不會(huì)拋出異常。如果棧為空,它返回 false,否則返回 true 并輸出棧頂元素。
if (stack.TryPeek(out int topElement))
{
    Console.WriteLine($"Top element: {topElement}");
}
else
{
    Console.WriteLine("Stack is empty");
}
TryPop(out T result)
TryPop 允許你嘗試彈出棧頂元素,同樣不會(huì)拋出異常。如果棧為空,它返回 false,否則返回 true 并輸出并移除棧頂元素。
if (stack.TryPop(out int poppedElement))
{
    Console.WriteLine($"Popped element: {poppedElement}");
}
else
{
    Console.WriteLine("Stack is empty");
}

使用頻率較低的方法 10.TrimExcess 方法

TrimExcess 方法用于將內(nèi)部存儲(chǔ)的容量調(diào)整到棧中實(shí)際元素的數(shù)量。
棧動(dòng)態(tài)調(diào)整大小時(shí),可能會(huì)預(yù)留一些額外的空間。
此方法通過(guò)移除額外的空間來(lái)優(yōu)化內(nèi)存使用。
stack.TrimExcess(); // 移除多余的容量,減少內(nèi)存浪費(fèi)

11. CopyTo 方法

注意是一個(gè)淺拷貝方法

將棧中的元素復(fù)制到一個(gè)數(shù)組中,且從指定的數(shù)組索引位置開(kāi)始放置。元素順序是從棧頂?shù)綏5?
Stack<MyClass> stack = new Stack<MyClass>();
stack.Push(new MyClass { Value = 1 });
stack.Push(new MyClass { Value = 2 });
MyClass[] array = new MyClass[stack.Count];
//傳入需要復(fù)制的數(shù)組,第二個(gè)參數(shù)是目標(biāo)數(shù)組中開(kāi)始復(fù)制的索引位置
//棧中的第一個(gè)元素會(huì)被復(fù)制到目標(biāo)數(shù)組的該索引位置,后續(xù)的棧元素將按順序依次復(fù)制到數(shù)組的后續(xù)位置。
stack.CopyTo(array, 0);
// 修改數(shù)組中的對(duì)象
array[0].Value = 100;
// 棧中的對(duì)象也會(huì)反映這個(gè)修改
Console.WriteLine(stack.Peek().Value);  // 輸出 100

12. ToArray 方法

注意是一個(gè)淺拷貝方法

將棧中的所有元素復(fù)制到一個(gè)新的數(shù)組中
會(huì)返回一個(gè)包含棧所有元素的新數(shù)組。棧中的元素會(huì)以 LIFO(后進(jìn)先出)的順序放入數(shù)組中,
也就是說(shuō),棧頂?shù)脑貢?huì)成為數(shù)組的第一個(gè)元素,棧底的元素會(huì)成為數(shù)組的最后一個(gè)元素。
Stack<int> stack = new Stack<int>();
stack.Push(1);
stack.Push(2);
stack.Push(3);
int[] array = stack.ToArray();
foreach (var item in array)
{
    Console.WriteLine(item);
}

一個(gè)完整示例

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
static void Main()
{
// 創(chuàng)建一個(gè)棧
Stack<string> stack = new Stack<string>();
// 向棧中添加元素
stack.Push("First");
stack.Push("Second");
stack.Push("Third");
// 查看棧頂元素(不移除)
Console.WriteLine("Peek: " + stack.Peek());
// 彈出棧頂元素
Console.WriteLine("Pop: " + stack.Pop());
// 再次查看棧頂元素
Console.WriteLine("Peek after pop: " + stack.Peek());
// 遍歷棧
Console.WriteLine("Stack contents:");
foreach (var item in stack)
{
Console.WriteLine(item);
}
// 檢查棧是否為空
Console.WriteLine("Is stack empty? " + (stack.Count == 0));
// 清空棧
stack.Clear();
Console.WriteLine("Stack cleared. Is stack empty? " + (stack.Count == 0));
}
}

輸出結(jié)果

Peek: Third
Pop: Third
Peek after pop: Second
Stack contents:
Second
First
Is stack empty? False
Stack cleared. Is stack empty? True

到此這篇關(guān)于C#常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧的介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C#數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)棧內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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