出门一笑， “栈” 落江横 (Java篇)

本篇会加入个人的所谓‘鱼式疯言’

❤️❤️❤️鱼式疯言:❤️❤️❤️此疯言非彼疯言
而是理解过并总结出来通俗易懂的大白话,
小编会尽可能的在每个概念后插入鱼式疯言,帮助大家理解的.
🤭🤭🤭可能说的不是那么严谨.但小编初心是能让更多人能接受我们这个概念 ！！！

前言

说完数据结构的链表小专题，小编今天带来了我们这节非常有意思的 栈 一种非常有意思的数据结构，实不相蛮，栈也是我们线性表中的一种结构哦 💥 💥 💥

目录

1. 栈的初识
2. Stack 类
3. 栈的实现

一. 栈的初识

1. 栈的简介

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。

而利用我们的 栈 对数据操作时

我们主要有两种方式

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。

鱼式疯言

我们可以贴近生活去理解我们的栈

压入子弹和出子弹的时候，就是栈的 出栈和入栈

羽毛球入球桶和出球桶， 就是栈的 出栈和入栈

二. Stack 类

1.Stack 的简介

在我们的Java的数据结构的集合类中， 内部就提供了那么一种 栈 的类

我们就成为 Stack 类，而这个类就实现了我们 栈的所需要的功能

2. Stack 的使用

<1>. 入栈

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> s=new Stack<>();
        s.push(1);
        s.push(2);
        s.push(3);
    }
}

无论怎么存放，都是 先存放的放栈底，后存放的放栈顶

<2>. 出栈

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> s=new Stack<>();
        
        // 先在栈顶入栈
        s.push(1);
        s.push(2);
        s.push(3);
        
        // 然后在栈底出栈
        System.out.println(s.pop());
        System.out.println(s.pop());
    }
}

出栈也如此，放在 栈顶的元素先出，栈底的元素后出 ，也就意味着 先入后出

<3>. 查栈

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> s=new Stack<>();

        // 先在栈顶入栈
        s.push(1);
        s.push(2);
        s.push(3);

        // 然后在栈底出栈
        System.out.println(s.pop());  // 3
        System.out.println(s.pop());  // 2
        
        // 查看当前栈顶元素
        
        System.out.println(s.peek());  // 1
        System.out.println(s.peek());  // 1
    }
}

最终呈现出来的效果是一直打印 栈顶 的元素

故查栈时，只能查看当前 栈顶元素

<4>栈的大小以及是否为空

栈的大小

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> s=new Stack<>();


        // 先在栈顶入栈
        s.push(1);
        s.push(2);
        s.push(3);

        System.out.println("=========== 栈的大小 ======");
        System.out.println(s.size());
    }
}

• 根据返回值的数字来判断栈中大小

栈是否为空

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> s=new Stack<>();


        // 先在栈顶入栈
        s.push(1);
        s.push(2);
        s.push(3);

        System.out.println("=========== 栈的大小 ======");
        System.out.println(s.size());


        System.out.println("========栈是否为空=========");
        if (s.empty()) {
            System.out.println("该栈为空！");
        } else {
            System.out.println("该栈不为空!");
        }
    }
}

根据返回的布尔类型来判断栈是否为空

鱼式疯言

• 返回 true 说明为 空
• 返回 false 说明 不为空

以上是我们栈的主要功能

可能有一些碎片化的功能小编可能未提及，小编个人认为不是很重要，小伙伴们只要掌握以上Stack 的 4 种功能 即可

竟然是程序员，肯定少不了实操的嘛，下面就让小编带着友友们来实现我们的 栈 吧 💖 💖 💖

三. 栈的实现

1. 构建栈的底层

说到栈的先入后出的特点， 我们不得不想起我们之前学过的顺序表和链表

小伙伴们是不是觉得很相似呢，入栈不就相当于 尾插 么，出栈不就相当于 尾删

竟然两者都能实现，那么我们该选择顺序表还是链表好呢，小编认为自然是选择顺序表更优一点

这是为啥呢 ?

因为啊我们的顺序表本质上是 数组

而我们的数组本身就是一块连续的空间，所以不管我们尾插还是尾删数据时，自然选择我们的顺序表更恰当咯 😁 😁 😁

public class MyStack implements IStack{


    // 定义一个栈
   public int []elem;

    public MyStack() {
        this.usesize = 0;

        this.elem =new int[SIZEMAX];
    }


    // 现有栈元素大小
    public  int usesize;
}

2. 入栈

// 入栈
    @Override
    public void push(int val) {

        if (isFull()) {
            this.elem= Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);
        }

        elem[usesize]=val;
        usesize++;
    }

    // 检查栈是否满

    private boolean isFull() {
        return usesize==size();
    }

入栈是容易，但小伙伴们可不要掉以轻心哦，当我们入栈时，一定要注意数组的空间是否足够

如果不够一定要及时的 扩容

具体扩容细节可以参考的我们 Java篇 的顺序表哦

顺序表详解链接

3. 出栈

   // 去除栈顶元素
    @Override
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }

        int ret=elem[usesize-1];
//         elem[usesize]=null;
        usesize--;
        return ret;
    }
    
    //检查是否空
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return usesize==0;
    }

首先我们得判断该栈元素是否为 空 ，这时我们就可以用到我们自己写的 isEmpty（） 方法 啦。如果成立就返回 -1

然后出栈就没有我们入栈那么细节的需要考虑增容的情况啦，我们只需要把 有效元素大小减少一位 即可 💖 💖 💖

鱼式疯言

但要注意一点哦，如果该数据类型是 引用数据类型 就需要 置空

// elem[usesize]=null;

4. 查栈

// 喵一眼栈顶元素
@Override
public int peek() {
    if (isEmpty()) {
        return -1;
    }


    return elem[usesize-1];
}


    //检查是否空
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return usesize==0;
    }

在 peek（） 方法中， 我们只需要返回当前 栈顶 的元素即可。

5.栈的大小以及是否为空

//检查是否空
@Override
public boolean isEmpty() {
    return usesize==0;
}


// 返回栈的大小
@Override
public int size() {
      return usesize;
}

检查栈是否为空只需要是否等于 0 即可

6. 程序逻辑与接口代码展示

package stack;


public interface IStack {

     int SIZEMAX=10;

    // 入栈
    void push(int val);

    // 出栈
    int pop();

    // 喵栈
    int peek();




    // 是否空
    boolean isEmpty();

    // 栈的大小
    int size();

}

package stack;

public class TestStack {
    public static void main(String[] args) {
        MyStack ms=new MyStack();

        // 入栈
        ms.push(1);
        ms.push(2);
        ms.push(3);
        ms.push(4);
        ms.push(5);


        System.out.println("======出栈元素======");
        // 出栈
        // 先出栈顶
        System.out.println(ms.pop());  // 5
        System.out.println(ms.pop());  // 4
        System.out.println(ms.pop()); // 3



        System.out.println("=======查栈元素==========");
        // 看栈顶
        System.out.println(ms.peek());
        System.out.println(ms.peek());


        System.out.println("========查栈大小========");
        // 栈的大小
        System.out.println(ms.size);

        System.out.println("=======查栈是否为空=======");

        if (ms.isEmpty()) {
            System.out.println("MyStack 为空！");
        } else {
            System.out.println("MyStack 不为空！");
        }

    }
}

鱼式疯言

这里我们的数据类型是以 int 的整型数据类型。但我们是可以给我们的数组添加泛型来实现我们 多样数据类型 的栈，还是利用我们的 顺序表 的优化来是可以实现哦 （只需要改成泛型即可）

顺序表的优化详解链接

总结

• 栈的初识: 我们认识了栈是什么，以及栈的特征和功能
• Stack 类： Java内部用了我们 Stack 这个类 来实现我们出入栈的各种功能
• 栈的实现： 我们动手实现了栈的主要的功能和以及说明了实现的细节要点

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