java数据结构基础:栈

准备工作

工具：idea+jdk8

技术要求：java基础语法

编码环节

首先，我们得先确定下来，用什么数据来模拟栈的操作。由于是一个一个的元素放入栈里面，我们可以考虑用数组来实现。

以上是Java官方文档中的栈定义，我们也只需要实现三个方法：判断是否为空、移除栈顶对象、添加元素到栈的尾部

所以我们事先得定义一个数组：

Objects[] arr;

数组定义好了之后呢，想想，我们怎么去获取到栈尾部或者栈首的元素呢？还记得数组的索引吗？可以用索引来假设为栈的指针。所以，我们还得定义好栈的元素个数和栈的默认长度以及默认的指针：

private int stackLength = 4; // 数组的默认长度
private int size; // 记住栈容器的元素个数
private int index = -1; // 操作数组下标位置的指针

为什么这儿指向的是-1呢？我们知道，数组的第一个元素是索引为0，那么-1的意思就是不指向任何元素。待会儿我们在用的时候再去指向他。

然后，我们还得定义出数组的初始化。以及初始化的长度。参考官方文档的写法，当栈的长度满了之后我们就对栈长度进行1.5倍的扩容。我们就单独提取出一个方法来放置；

/**
* 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容
*/
private void capacity() {
   // 数组初始化
   if (this.arr == null) {
       this.arr = new Object[this.stackLength];
   }
   // 以1.5倍对数组扩容
   if (this.size - (this.stackLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值
       this.stackLength = this.stackLength + (this.stackLength >> 1); // 位运算，让长度变成原来的1/2
       this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.stackLength); // 复制一个新的数组，用新开辟的长度
   }
}

push方法

如何给栈添加元素？我们要考虑的地方：指针向右移动一位，也就是说指针要+1。其次，添加完元素之后，栈元素的长度发生了变化，size+1 。

public E push(E item){
   // 先初始化数组
   this.capacity();
   // 添加元素
   this.arr[++index] = item;
   // 记录元素个数加一
   this.size++;
   return item;
}

pop方法

pop方法主要是用来移除栈顶的元素。

先分析一下思路：我们要用index去指向栈顶的元素，该怎么去指定？

删除之后，对应的size长度该怎么去改变？

我们知道，当元素添加了之后，index会跟着改变，那么就好比我们添加了三个元素，此时的index应该就是指向的2。那就好办了。

当移除的时候，我们只需要让index–来操作就能解决问题；看代码：

/**
* 获取栈顶元素
*
* @return
*/
public E pop() {
   // 如果栈容器中没有元素则抛出异常
   if (this.index == -1) {
       throw new EmptyStackException();
   }
   // 记录元素个数
   this.size--;
   // 返回栈顶元素
   System.out.println("删除元素之前的当前下标："+index);
   return (E) this.arr[index--];
}

empty方法

判断栈是否为空，这很简单。直接判断当前的size是不是0就能解决：

public boolean empty(){
return this.index==0?true:false;
}

全部代码

package com.zxy;
import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;
/**
* @Author Zxy
* @Date 2021/2/2 20:24
* @Version 1.0
* 演示栈容器的使用
*/
public class MyStack<E> {
   private Object[] arr; // 存放元素的物理结构
   private int stackLength = 4; // 数组的默认长度
   private int size; // 记住栈容器的元素个数
   private int index = -1; // 操作数组下标位置的指针
   /**
    * 判断栈容器是否为空
    */
   public boolean empty() {
       return this.size == 0 ? true : false;
   }
   /**
    * 获取栈顶元素
    *
    * @return
    */
   public E pop() {
       // 如果栈容器中没有元素则抛出异常
       if (this.index == -1) {
           throw new EmptyStackException();
       }
       // 记录元素个数
       this.size--;
       // 返回栈顶元素
       System.out.println("删除元素之前的当前下标："+index);
       return (E) this.arr[index--];
   }

/**
    * 向栈顶添加元素
    *
    * @param item
    * @return
    */
   public E push(E item) {
       // 初始化数组
       this.capacity();
       // 向数组中添加元素
       System.out.println("添加元素之前的下标："+index);
       this.arr[++index] = item;
       System.out.println("添加元素之后的下标："+index);
       // 记录元素个数
       this.size++;
       return item;
   }
   /**
    * 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容
    */
   private void capacity() {
       // 数组初始化
       if (this.arr == null) {
           this.arr = new Object[this.stackLength];
       }
       // 以1.5倍对数组扩容
       if (this.size - (this.stackLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值
           this.stackLength = this.stackLength + (this.stackLength >> 1); // 位运算，让长度变成原来的1/2
           this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.stackLength); // 复制一个新的数组，用新开辟的长度
       }
   }
   public static void main(String[] args) {
       MyStack<String> stack = new MyStack<>();
       stack.push("a");
       stack.push("b");
       stack.push("c");
       System.out.println(stack.size);
       System.out.println("当前栈顶元素："+stack.pop());
       /*System.out.println(stack.pop());
       System.out.println(stack.pop());*/
   }
}

来源：https://blog.csdn.net/weixin_43581288/article/details/113588790