动图演示:手撸堆栈的两种实现方法!(三)

简介: 动图演示:手撸堆栈的两种实现方法!(三)

自定义栈II:链表实现

除了数组之外,我们可以还可使用链表来实现栈结构,它的实现稍微复杂一些,我们先来看链表本身的数据结构:

image.png

使用链表实现栈的流程如下:

image.png也就是说,入栈时我们将数据存储在链表的头部,出栈时我们从头部进行移除,并将栈顶指针指向原头部元素的下一个元素,实现代码如下。


我们先来定义一个链表节点:

public class Node {
    Object value; // 每个节点的数据
    Node next; // 下一个节点
    public Node(Object value) {
        this(value, null);
    }
    /**
     * 创建新节点
     * @param value 当前节点数据
     * @param next  指向下一个节点(头插法)
     */
    public Node(Object value, Node next) {
        this.value = value;
        this.next = next;
    }
}
接下来我们使用链表来实现一个完整的栈:
public class StackByLinked {
    private Node top = null; // 栈顶数据
    private int maxSize = 0; // 栈最大容量
    private int leng = 0; // 栈实际容量
    public StackByLinked(int initSize) throws Exception {
        if (initSize <= 0) {
            throw new Exception("栈容量不能小于等于0");
        }
        top = null;
        maxSize = initSize;
        leng = 0;
    }
    /**
     * 容量是否已满
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        return leng >= maxSize;
    }
    /**
     * 是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return leng <= 0;
    }
    /**
     * 入栈
     * @param val
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public boolean push(Object val) throws Exception {
        if (this.isFull()) {
            // 容量已满
            throw new Exception("容量已满");
        }
        top = new Node(val, top); // 存入信息,并将当前节点设置为头节点
        leng++;
        return true;
    }
    /**
     * 出栈(移除)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public Node pop() throws Exception {
        if (this.isEmpty()) {
            throw new Exception("栈为空,无法进行移除操作");
        }
        Node item = top; // 返回当前元素
        top = top.next;
        leng--;
        return item;
    }
    /**
     * 查询栈顶信息
     * @return
     */
    public Node peek() throws Exception {
        if (isEmpty()) {
            throw new Exception("你操作的是一个空栈");
        }
        return top;
    }
    // 代码测试
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        StackByLinked stack = new StackByLinked(10);
        stack.push("Hello");
        stack.push("Java");
        System.out.println(stack.peek().value);
        stack.pop();
        System.out.println(stack.pop().value);
    }
}


以上程序的执行结果是:

Java

Hello


总结

本文我们使用了数组和链表等物理结构来实现了栈,当然我们也可以使用其他容器来实现,比如 Java 中的 List,我们只需要保证在操作栈时是后进先出的执行顺序,并且至少包含 3 个重要方法:入栈、出栈和查询栈顶元素就可以了。


最后

算法和数据结构的学习是 3 分学 7 分练,只看不练是没办法学好算法的,而且学习算法和数据结构是一个循序渐进的过程,短时间内不会有明显的收效。因为这些算法经过了几百年的发展和积累才得以流传下来的,所以想要“玩得转”还需要一点耐心。


这里给你讲一个学习算法的“秘诀”:看不懂的知识要反复看,如果反复看还是看不懂,那么别着急,休息一下再继续看!相信我,对于学习算法这件事,所有人的过程都是一样的。

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