Java数据结构（五）—— 栈

栈(Stack)

实际需求

计算722-5+1-5+3-3

对于计算机而言，其接收到的就是一个字符串

计算机底层如何计算获得结果？

栈的介绍

• 栈是一个先入后出的有序列表

• 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，另一端为固定的一端，称为栈底。

• 最先放入的元素在栈底，最后放入的元素在栈顶

• 删除元素从栈顶开始删除

栈的应用场景

1. 子程序调用：在跳往子程序前，会将下个指令的地址存在堆栈中，直到子程序执行完后再将地址取出，以回到原来的程序中。return

2. 处理递归调用：和子程序调用类似，只是除了存储下个指令地址外，也将参数、区域变量等数据存入堆栈中

3. 表达式的转换与求值（中缀表达式转后缀表达式）

4. 二叉树遍历

5. 图的深度优先（depth-first）搜索法

用数组模拟栈，并实现其功能

思路分析

1. 使用数组模拟栈

2. 定义top变量，表示栈顶，初始化：top = -1

3. 入栈：当有数据加入到栈时top++；stack[top] = data;

4. 出栈：value = stack[top];top--;return value

5. 遍历栈：从栈顶开始显示

代码实现

/**
 * 表示栈
 */
class StackModel{
    private int maxSize;//栈的最大容量
    private int top = -1;//栈顶
    private int[] stack;//数组模拟栈
​
    public StackModel(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[maxSize];
    }
​
    /**
     * 栈满
     * @return
     */
    public boolean isFull(){
        return top == maxSize-1;
    }
​
    /**
     * 栈空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }
​
    /**
     * 入栈
     * @param data
     */
    public void push(int data){
       if (isFull()){
           System.out.println("栈满");
           return;
       }
       top++;
       stack[top] = data;
    }
​
    /**
     * 出栈
     * @return
     */
    public int pop(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }
​
    /**
     * 遍历栈
     * 从栈顶显示数据
     */
    public void list(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("栈空");
            return;
        }
        for (int i = top; i >=0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
        }
    }
​
    public StackModel() {
    }
​
    public int getMaxSize() {
        return maxSize;
    }
​
    public void setMaxSize(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
    }
​
    public int getTop() {
        return top;
    }
​