java数据结构——5栈(Stack)

五、栈(Stack)

栈(Stack)是一种后进先出的数据结构（LIFO:last in first out），只允许访问栈中的第一个数据项：即最后插入的数据项。移除这个数据项之后，才能看到第二个数据项，以此类推。

往栈中存入数据称之为压栈(push)，移除数据称之为弹栈(pop)，此外通常还提供查看栈顶元素的peek方法，此方法可以拿到栈顶元素的值，但是并不会将其移除。

java.util.Stack就是JDK提供的一种对栈的实现，这个实现是基于数组的，由于栈非常简单，我们没有必须要分析源码，直接按照以下方法提供一个相同的自己的实现，此外，我们也可以基于链表来实现一个栈。

1、基于数组的栈的实现

关于基于数组的栈的实现，只有一点值得注意的地方，其是LIFO，但是我们在使用数组的时候，并不需要每次都将元素插入数组的第一个位置，然后将之前的所有元素后移一个位置，只要用一个变量记住最后一个添加的元素的位置即可，当弹栈时，直接返回这个位置上的数字即可。

下面是代码实现：

public class SimpleArrayStack<V> {
    private Object[] array = null;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULR_INITIAL_SIZE = 10;
    private int capacity = 0;
    public SimpleArrayStack() {
        this(DEFAULR_INITIAL_SIZE );
    }
    public SimpleArrayStack(int initial_size) {
        super();
        this.capacity = initial_size;
        array = new Object[initial_size];
    }
    /**
     * 压栈
     */
    public void push(V v) {
        int index = size++;
        if (index > capacity) { // 扩容
            int new_capacity = capacity + capacity >> 1;
            if (new_capacity <= 0) {
                new_capacity = Integer.MAX_VALUE;
            }
            array = Arrays.copyOf(array, new_capacity);
        }
        array[index] = v;
    }
    /**
     * 弹栈
     */
    public V pop() {
        if (size < 1) {
            throw new IllegalStateException("栈内没有元素");
        }
        V result = (V)array[--size];
        array[size] = null;
        return result ;
    }
    /**
     * 获取栈顶值
     */
    public V peek() {
        if (size < 1) {
            throw new IllegalStateException("栈内没有元素");
        }
        return (V)array[size - 1];
    }
    /**
     * 获取栈大小
     */
    public int getSize() {
        return size ;
    }
}

2、基于链表的栈的实现

基于链表的Stack尤为简单，我们可以使用SingleLinkList来实现，实际上就是一种委派：一个数据结构可以在另外一个数据结构的基础上编写。

下面是代码实现：

public class SimpleLinkedListStack<V> {
    private SingleLinkList<V> list =new SingleLinkList<V>();
    public void push(V v){
        list.addFirst(v);
    }
    public V pop(){
       return list.removeFirst();
    }
    public V peek(){
        return list.getFirst();
    }
    public int getSize(){
        return list.getSize();
    }
}