Pilha e Fila Java

1. Pilha (Pilha)

1.1 Conceito

Pilha: Uma lista linear especial que permite a inserção e remoção de elementos apenas em uma extremidade fixa. Uma extremidade onde a inserção e a exclusão de dados são realizadas é chamada de topo da pilha e a outra extremidade é chamada de fundo da pilha. Os elementos de dados na pilha seguem o princípio LIFO ( Last In First Out ).

Push stack: A operação de inserção da pilha é chamada push / push / push , e os dados enviados estão no topo da pilha .

Pop: A exclusão da pilha é chamada de pop. Os dados de saída estão no topo da pilha.

 1.2 Implementação

1. Use a tabela de sequência para conseguir, ou seja, use o método de inserção de cauda + exclusão de cauda

2.  Use a lista vinculada para alcançar, então tanto a cabeça quanto a cauda podem ser

Relativamente falando, a implementação da tabela de sequência é mais simples, então preferimos usar a tabela de sequência para implementar a pilha.

Pilha sequencial baseada em array, o código de implementação é o seguinte:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
 * 基于数组的顺序栈实现
 * @param <E>
 */
public class MyStack<E> {
    // 当前栈的数据个数
    private int size;
    // 实际存储数据的动态数组 - ArrayList
    private List<E> data=new ArrayList<>();

    //入栈
    public void push(E val){
        //尾插
        data.add(val);
        size++;
    }

    //出栈，并返回栈顶元素
    public E pop(){
        if(isEmpty()){
            // 栈为空，没有栈顶元素
            throw new NoSuchElementException("stack is empty! cannot pop!");
        }
        // 删除栈顶元素
        E val = data.remove(size - 1);
        size --;
        return val;
        // 等同于 return data.remove(--size);
    }

    //只返回栈顶元素
    public E peek(){
        if(isEmpty()){
            // 栈为空，没有栈顶元素
            throw new NoSuchElementException("stack is empty! cannot peek!");
        }
        return data.get(size-1);
    }

    //判断栈是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb=new StringBuilder();
        sb.append("[");
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            sb.append(data.get(i));
            if(i!=size-1){
                // 此时还没到栈顶，还没到数组末尾
                sb.append(",");
            }
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }
}

O método de referência é o seguinte:

public class StackTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyStack<Integer> stack=new MyStack<>();
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(3);
        //打印栈所有元素
        System.out.println(stack);
        //打印栈顶元素
        System.out.println(stack.peek());
        //出栈，并打印栈顶元素
        stack.pop();
        System.out.println(stack);
    }
}

Com base nos resultados de entrada acima são os seguintes:

2. Fila _

2.1 Conceito 

Fila: uma tabela linear especial que permite apenas operações de inserção de dados em uma extremidade e operações de exclusão de dados na outra. a operação de inserção é chamada de cauda da fila ( Cauda/ Traseira ) fora da fila: o final da operação de exclusão é chamado de cabeça da fila

primeiro a entrar, primeiro a sair

2.2 Implementação

A fila também pode ser implementada na estrutura de um array e uma lista encadeada. É melhor usar a estrutura de uma lista encadeada, porque se a estrutura de um array for usada, a eficiência de desenfileiramento e saída de dados no cabeçalho a matriz será relativamente baixa.

A fila básica implementada com base na lista encadeada, o código de implementação é o seguinte:

Classe de interface:

public interface IQueue<E> {
    // 入队
    void offer(E val);
    //出队
    E poll();
    //返回队首元素
    E peek();
    //判断队列是否为空
    boolean isEmpty();
}

Classe da fila:

import stack_queue.queue.IQueue;

import java.util.NoSuchElementException;

/**
 * 基于链表实现的基础队列
 * @param <E>
 */
public class MyQueue<E> implements IQueue<E> {
    // 链表的每个节点
    private class Node{
        E val;
        Node next;

        public Node(E val){
            this.val=val;
        }
    }

    // 当前队列中的元素个数
    private int size;
    // 队首
    private Node head;
    //队尾
    private Node tail;

    @Override
    public void offer(E val) {
        Node node=new Node(val);
        if(head==null){
            // 此时链表为空
            head=tail=node;
        }else {
            tail.next=node;
            tail=node;
        }
        size++;
    }

    @Override
    public E poll() {
        if(isEmpty()){
            throw new NoSuchElementException("queue is empty! cannot poll");
        }
        Node node=head;
        head=node.next;
        // 将原来头节点脱钩
        node.next=null;
        size--;
        return node.val;
    }

    @Override
    public E peek() {
        if(isEmpty()){
            throw new NoSuchElementException("queue is empty! cannot peek");
        }
        return head.val;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return size==0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb=new StringBuilder();
        sb.append("[");
        // 链表的遍历
        for(Node x=head;x!=null;x=x.next){
            sb.append(x.val);
            if(x.next!=null){
                // 还没走到链表尾部
                sb.append(",");
            }
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }
}

O método de referência é o seguinte:

import stack_queue.queue.impl.MyQueue;

public class QueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        IQueue iQueue=new MyQueue();
        iQueue.offer(1);
        iQueue.offer(2);
        iQueue.offer(3);

        System.out.println(iQueue);
        System.out.println(iQueue.peek());
        iQueue.poll();
        System.out.println(iQueue);
    }
}

Com base nos resultados de entrada acima são os seguintes: