Java数据结构之数组栈的实现

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栈

栈是一种后进先出的数据结构

Last In First Out （LIFO）

首先依托Array组数的实现

public class Array<E> {

    private E[] data;
    private int size;

    /**
     * 数组扩容
     * @param newCapacity
     */
    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[])new Object[newCapacity];
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[i];
        }
        data = newData;
    }

    /**
     * 构造函数
     * @param capacity
     */
    public Array(int capacity) {
        // 泛型数组无法直接new出
        data = (E[])new Object[capacity];
        size = 0;
    }

    /**
     * 无参构造函数，初始化数组容量为10
     */
    public Array() {
        this(10);
    }

    /**
     * 获取数组大小
     * @return
     */
    public int getSize() {
        return size;
    }

    /**
     * 获取数组容量
     * @return
     */
    public int getCapacity() {
        return data.length;
    }

    /**
     * 判空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * 末尾添加元素
     * @param e
     */
    public void addLast(E e) {
        add(size, e);
    }

    /**
     * 在头插入元素
     * @param e
     */
    public void addFirst(E e) {
        add(0, e);
    }

    /**
     * 在某一位置添加元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void add(int index, E e) {
        if(size == data.length) {
            resize(2 * data.length);
        }else if(index < 0 || index > size){
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }else{
            for(int i = size - 1; i >= index; i-- ){
                data[i + 1] = data[i];
            }
            data[index] = e;
            size++;
        }
    }
    
    /**
     * 获取index索引的元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size) {
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }
        return data[index];
    }

    public E getLast() {
        return get(size);
    }

    public E getFirst() {
        return get(0);
    }

    /**
     * 设置某一位置的元素
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index, E e) {
        if(index < 0 || index >= size){
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }
        data[index] = e;
    }

    /**
     * 某一个元素是否包含
     * @param e
     * @return
     */
    public boolean contains(E e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i].equals(e)){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    /**
     * 返回某一元素的索引下标
     * @param e
     * @return
     */
    public int find(E e) {
        for(int i = 0; i < size; i++) {
            if(data[i].equals(e)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    
    /**
     * 删除某一元素
     * @param index
     * @return
     */
    public E remove(int index) {
        if(index < 0 || index >= size){
            throw new IllegalArgumentException("容量错误!");
        }
        E ret = data[index];
        for(int i = index + 1; i < size; i++){
            data[i - 1] = data[i];
        }
        size--;
        // 去掉闲散对象
        data[size] = null;  
        // 减少数组容量
        if(size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0){
            resize(data.length / 2);
        }
        return ret;
    }
    
    /**
     * 删除第一个
     * @return
     */
    public E removeFirst() {
        return remove(0);
    }
    
    /**
     * 删除最后一个
     * @return
     */
    public E removeLast() {
        return remove(size - 1);
    }

    /**
     * 查找某一元素并删除
     * @param e
     * @return
     */
    public void removeElement(E e) {
        int index = find(e);
        if(index != -1){
            remove(index);
        }
    }

    /**
     * 遍历数组
     * @return
     */
    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append(String.format("Array: size = %d, capacity = %d\n", size, data.length));
        res.append("[");
        for(int i = 0; i < size; i++){
            res.append(data[i]);
            if(i != size-1){
                res.append(", ");
            }
                
        }
        res.append("]");
        return res.toString();
    }
}

栈的实现

定义栈的实现接口

public interface Stack<E> {

    /**
     * 入栈
     * @param e
     */
    void push(E e);

    /**
     * 出栈
     * @return
     */
    E pop();

    /**
     * 查看栈顶元素
     * @return
     */
    E peek();

    /**
     * 获取栈元素数量
     * @return
     */
    int getSize();

    /**
     * 判空
     * @return
     */
    boolean isEmpty();

}

栈的实现

public class ArrayStack<E> implements Stack<E> {

    Array<E> array;

    public ArrayStack(int capactity) {
        this.array = new Array<>(capactity);
    }

    public ArrayStack() {
        this.array = new Array<>();
    }

    @Override
    public void push(E e) {
        array.addLast(e);
    }

    @Override
    public E pop() {
        return array.removeLast();
    }

    @Override
    public E peek() {
        return array.getLast();
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return array.getSize();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return array.isEmpty();
    }

    public int getCapacity() {
        return array.getCapacity();
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append("Stack : ");
        res.append("[");
        for(int i = 0; i < array.getSize(); i++){
            res.append(array.get(i));
            if(i != array.getSize() - 1){
                res.append(", ");
            }
        }
        res.append("] top");
        return res.toString();
    }
}