栈与队列基础知识与实现

栈的概念与实现

栈是一种特殊的线性表，其操作具有严格的先进先出（LIFO，Last In First Out）的特性。栈的数据插入和删除只能在固定的一端进行，称为栈顶，另一端称为栈底。栈的数据存储结构可以用数组或链表来实现，具体选择取决于性能需求和数据规模。

栈的操作

压栈（Push）：将数据元素插入栈顶。

出栈（Pop）：从栈顶删除并取出数据元素。

查看栈顶元素（Peek）：查看当前栈顶的数据元素，不改变栈的状态。

栈的实现

以下是使用数组和链表两种数据结构实现栈的代码示例：

数组实现的栈

public class MyStack {
    private int[] array = new int[100];
    private int size = 0;
    public void push(int value) {
        array[size] = value;
        size++;
    }
    public Integer pop() {
        if (size <= 0) {
            return null;
        }
        int ret = array[size - 1];
        size--;
        return ret;
    }
    public Integer peek() {
        if (size <= 0) {
            return null;
        }
        return array[size - 1];
    }
}

链表实现的栈

public class MyStack2 {
    static class Node {
        public int val;
        public Node next;
        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    private Node head;
    private Node tail;
    public void push(int value) {
        Node newNode = new Node(value);
        if (head == null) {
            head = newNode;
            tail = newNode;
        } else {
            newNode.next = head;
            head = newNode;
        }
    }
    public Integer pop() {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Node removedNode = head;
        head = head.next;
        return removedNode.val;
    }
    public Integer peek() {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        return head.val;
    }
}

队列的概念与实现

队列是一种只允许在一端插入数据、另一端删除数据的特殊线性表，其操作具有先进先出的特性。队列的插入操作称为入队列，删除操作称为出队列。队列的数据存储结构可以用数组或链表实现，链表结构在某些情况下表现更优。

队列的操作

入队列（Enqueue）：将数据元素插入队尾。

出队列（Dequeue）：从队头删除并取出数据元素。

查看队头元素（Peek）：查看当前队头的数据元素，不改变队列的状态。

队列的实现

以下是使用链表和数组两种数据结构实现队列的代码示例：

链表实现的队列

public class MyQueue {
    static class Node {
        public int val;
        public Node next;
        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    private Node head;
    private Node tail;
    public void offer(int value) {
        Node newNode = new Node(value);
        if (head == null) {
            head = newNode;
            tail = newNode;
        } else {
            newNode.next = head;
            tail = newNode;
        }
    }
    public Integer poll() {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Node removedNode = head;
        head = head.next;
        return removedNode.val;
    }
    public Integer peek() {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        return head.val;
    }
}

数组实现的队列

public class MyQueue2 {
    private int[] array = new int[100];
    private int head = 0;
    private int tail = 0;
    private int size = 0;
    public boolean offer(int value) {
        if (size >= array.length) {
            return false;
        }
        array[tail] = value;
        tail++;
        if (tail >= array.length) {
            tail = 0;
        }
        size++;
        return true;
    }
    public Integer poll() {
        if (size <= 0) {
            return null;
        }
        int ret = array[head];
        head++;
        if (head >= array.length) {
            head = 0;
        }
        size--;
        return ret;
    }
    public Integer peek() {
        if (size <= 0) {
            return null;
        }
        return array[head];
    }
}

栈与队列的使用示例

以下是使用Java库中的Stack和Queue实现栈和队列的示例代码：

栈示例

import java.util.Stack;
public class StackExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stack
   
     stack = new Stack<>();
        stack.push('g');
        stack.push('o');
        stack.push('o');
        stack.push('d');
        while (!stack.empty()) {
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }
}

队列示例

import java.util.LinkedList;
public class QueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList
   
     queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("aaa");
        queue.offer("bbb");
        queue.offer("ccc");
        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.poll());
        }
    }
}

通过以上内容，可以清晰地了解栈和队列的概念、实现方式以及实际使用示例。

转载地址：http://zjee.baihongyu.com/

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