数据结构 模拟实现Stack栈(数组模拟)

简介: 数据结构 模拟实现Stack栈(数组模拟)



一、栈的概念

概念:栈是一种先进后出的数据结构,类似羽毛球桶,先放进去的羽毛球,后面才能拿出来        如图:

还有弹匣,先放进去的子弹后面发射出去,如图:

我们定义一个自己的栈类,里面有数组,存放数据,还有一个变脸usedSize,记录栈里的元素个数,带有构造方法,不带参数的给数组默认初始化10个元素,带参数就初始化你想要的元素个数,代码如下:

public class MyStack implements IStack{
    private int[] elem;
    private int usedSize;
    private int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    public MyStack() {
        this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
    public MyStack(int n) {
        this.elem = new int[n];
    }
}

二、栈的接口

代码如下:

public interface IStack {
    public void push(int x);
    public int  pop();
    public int peek();
    public int size();
    public boolean empty();
}

三、栈的方法实现

(1)push方法

此方法是放元素进栈里面,也就是入栈,因为我们有记录栈元素个数的usedSize变量,所以我们可以用这个变量充当入栈时,要放进elem数组的哪个下标,因为usedSize记录的栈的个数,在数组中对应的下标就是个数-1;

入栈前,要检查栈是否满了,满了就要扩容,没满就给elem数组的usedSize-1下标位置放入元素,放完后usedSize++。代码如下:

public void push(int x) {
        if(full()) {
            //扩容
            elem = Arrays.copyOf(elem, elem.length * 2);
        }
        elem[usedSize++] = x;
    }
    private boolean full() {
        return usedSize == elem.length;
    }

执行效果如下:

elem数组里面有3个数,正好是我们入栈的元素。

(2)pop方法

此方法是出栈方法,取出栈顶元素,取完后就删除栈顶元素;在取出栈顶元素前,要检查栈是否为空,如果是空就要抛异常,因为没有元素可以出栈了;如果栈不为空,就出栈顶元素,也就是取出elem数组下标为usedSize-1的位置,然后usedSize--,代码如下:

public int pop() {
        if(usedSize == 0) {
            throw new EmptyException("栈空了");
        }
        int tmp = elem[usedSize - 1];
        usedSize--;
        return tmp;
    }
//异常类
public class EmptyException extends RuntimeException{
    public EmptyException(String msg) {
        super(msg);
    }
}

执行效果如下:

里面有元素的时候就正常出栈,空了就会抛异常。

(3)peek方法

peek翻译成中文就是瞄一眼的意思,此方法也是就拿到栈顶元素,但不会删掉栈顶的元素,里面的操作和pop一样,但不会usedSize--,代码如下:

public int peek() {
        if(usedSize == 0) {
            throw new EmptyException("栈空了");
        }
        int tmp = elem[usedSize - 1];
        return tmp;
    }

执行效果如下:

一直打印的都是栈顶元素,说明没有出栈顶元素,只是拿栈顶元素。

(4)size方法

此方法是获取栈里的元素,所以这里直接返回usedSize就好了,代码如下:

public int size() {
        return usedSize;
    }

执行效果如下:

(5)empty方法

此方法是判断栈是不是空的,所以直接判断usedSize==0就好了,返回这个表达式的结果,代码如下:

public boolean empty() {
        return usedSize == 0;
    }

执行效果如下:


四、最终代码

//接口类
public interface IStack {
    public void push(int x);
    public int  pop();
    public int peek();
    public int size();
    public boolean empty();
}
//自定义MyStack类
public class MyStack implements IStack{
    private int[] elem;
    private int usedSize;
    private int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    public MyStack() {
        this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }
    public MyStack(int n) {
        this.elem = new int[n];
    }
    @Override
    public void push(int x) {
        if(full()) {
            //扩容
            elem = Arrays.copyOf(elem, elem.length * 2);
        }
        elem[usedSize++] = x;
    }
    private boolean full() {
        return usedSize == elem.length;
    }
    @Override
    public int pop() {
        if(usedSize == 0) {
            throw new EmptyException("栈空了");
        }
        int tmp = elem[usedSize - 1];
        usedSize--;
        return tmp;
    }
    @Override
    public int peek() {
        if(usedSize == 0) {
            throw new EmptyException("栈空了");
        }
        int tmp = elem[usedSize - 1];
        return tmp;
    }
    @Override
    public int size() {
        return usedSize;
    }
    @Override
    public boolean empty() {
        return usedSize == 0;
    }
}
//自定义异常类
public class EmptyException extends RuntimeException{
    public EmptyException(String msg) {
        super(msg);
    }
}

都看到这了,点个赞再走吧,谢谢谢谢谢!

相关文章
|
1月前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
186 9
|
1月前
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
32 1
|
23天前
|
存储 缓存 算法
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式,强调了合理选择数据结构的重要性,并通过案例分析展示了其在实际项目中的应用,旨在帮助读者提升编程能力。
44 5
|
1月前
|
存储 算法 Java
数据结构的栈
栈作为一种简单而高效的数据结构,在计算机科学和软件开发中有着广泛的应用。通过合理地使用栈,可以有效地解决许多与数据存储和操作相关的问题。
|
1月前
|
存储 人工智能 算法
数据结构实验之C 语言的函数数组指针结构体知识
本实验旨在复习C语言中的函数、数组、指针、结构体与共用体等核心概念,并通过具体编程任务加深理解。任务包括输出100以内所有素数、逆序排列一维数组、查找二维数组中的鞍点、利用指针输出二维数组元素,以及使用结构体和共用体处理教师与学生信息。每个任务不仅强化了基本语法的应用,还涉及到了算法逻辑的设计与优化。实验结果显示,学生能够有效掌握并运用这些知识完成指定任务。
51 4
|
1月前
|
存储 JavaScript 前端开发
执行上下文和执行栈
执行上下文是JavaScript运行代码时的环境,每个执行上下文都有自己的变量对象、作用域链和this值。执行栈用于管理函数调用,每当调用一个函数,就会在栈中添加一个新的执行上下文。
|
1月前
|
存储
系统调用处理程序在内核栈中保存了哪些上下文信息?
【10月更文挑战第29天】系统调用处理程序在内核栈中保存的这些上下文信息对于保证系统调用的正确执行和用户程序的正常恢复至关重要。通过准确地保存和恢复这些信息,操作系统能够实现用户模式和内核模式之间的无缝切换,为用户程序提供稳定、可靠的系统服务。
51 4
|
1月前
|
算法 安全 NoSQL
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之栈和队列精题汇总(10)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构王道第3章之IKUN和I原达人之数据结构与算法系列学习栈与队列精题详解、数据结构、C++、排序算法、java、动态规划你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!
|
1月前
|
算法
数据结构之购物车系统(链表和栈)
本文介绍了基于链表和栈的购物车系统的设计与实现。该系统通过命令行界面提供商品管理、购物车查看、结算等功能,支持用户便捷地管理购物清单。核心代码定义了商品、购物车商品节点和购物车的数据结构,并实现了添加、删除商品、查看购物车内容及结算等操作。算法分析显示,系统在处理小规模购物车时表现良好,但在大规模购物车操作下可能存在性能瓶颈。
48 0
|
2月前
数据结构(栈与列队)
数据结构(栈与列队)
23 1