【数据结构真不难】栈与队列——五一专属|向所有热爱分享的“技术劳动者”致敬(一)

简介: 【数据结构真不难】栈与队列——五一专属|向所有热爱分享的“技术劳动者”致敬(一)

1.概述


比较重要,且应用广泛的两种线性结构:栈 Stack、队列 Queue。


栈和队列 与 线性表不同之处:栈和队列可被看成是两种操作受限的特殊线性表。


2.栈


2.1定义


栈是一个特殊的线性表,插入和删除只允许在栈顶Top(线性表的尾端)进行操作。


术语:


栈顶Top:允许进行插入和删除的一端。


栈底Bottom


入栈push:栈的插入操作。


出栈pop:栈的删除操作。微信图片_20220530205018.png

  • 栈特点:后进先出(Last In First Out、LIFO)、先进后出(First In Last Out、FILO)。


2.2出入栈练习(卡特兰数)


  • 需求:若将ABCD依次入栈,则出栈的序列是?(进出栈可以交替进行)
// 入栈个数 1/2/3/4
Ain Aout Bin Bout Cin Cout Din Dout --> ABCD
Ain Aout Bin Bout Cin Din Dout Cout --> ABDC
Ain Aout Bin Cin Cout Din Dout Bout --> ACDB
Ain Aout Bin Cin Cout Bout Din Dout --> ACBD
Ain Aout Bin Cin Din Dout Cout Bout --> ADCB
Ain Bin Bout Aout Cin Cout Din Dout --> BACD
Ain Bin Bout Aout Cin Din Dout Cout --> BADC
Ain Bin Bout Cin Cout Aout Din Dout --> BCAD
Ain Bin Bout Cin Cout Din Dout Aout --> BCDA
Ain Bin Bout Cin Din Dout Cout Aout --> BDCA
Ain Bin Cin Cout Din Dout Bout Aout --> CDBA
Ain Bin Cin Cout Bout Din Dout Aout --> CBDA
Ain Bin Cin Cout Bout Aout Din Dout --> CBAD
Ain Bin Cin Din Dout Cout Bout Aout --> DCBA

进出栈是最经典的卡特兰数

微信图片_20220530205325.png

3.顺序栈


3.1定义


  • 顺序栈:使用数组实现的栈。
  • 约定:
  • 空栈:top == 0
  • 满栈:top == stackElem.length
  • 长度:top
  • 栈顶元素:stackElem[top - 1]


3.2栈类

public class SqStack {
    private Object[] stackElem;     //栈对象数组
    private int top;          //长度、下一个存储位置 等
}

3.3算法:入栈【重点】


  • 算法1:
public void push(Object x){
    if(top == stackElem.length){
        throw new RuntimeException("栈满");
    }else{
        stackElem[top] = x;
        top++;
    }
}

算法2:

public void push(Object x){
    if(top == stackElem.length){
        throw new RuntimeException("栈满");
    }else{
        stackElem[top++] = x;
    }
}

 3.4算法:出栈【重点】

微信图片_20220530205035.png

算法1:

public Object pop(){
    if(top == 0){
        return null;
    }else{
        top--;
        return statckElem[top];
    }
}

算法2:

public boolean isEmpty(){
    return top == 0;
}
public Object pop(){
    if(isEmpty()){
        return null;
    }else{
        return statckElem[--top];
    }
}

4.链栈


4.1定义


  • 使用链式存储的栈,就是链栈。进行插入和删除操作在栈顶进行,也就是链表的尾端。
  • 存储单元2部分组成:数据域 data 和指针域 next。
  • 使用top栈顶指针用于指向栈尾。


4.2栈类


public class LinkStack {
    private Node top;     //栈顶指针
}


 4.3算法:入栈


  • 需求:将新结点p,压入到栈顶微信图片_20220530205902.png
public void push(Object x){
    Node p = new Node(x);
    p.next = top;
    top = p;
}

    4.4算法:出栈


需求:弹出栈顶元素,需要返回数据微信图片_20220530205944.png

public Object pop(){
    if(top == null){
        return null;
    }else{
        Node p = top;
        top = top.next;
        return p.data;
    }
}


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