java数据结构基础:栈

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目录

准备工作
编码环节

push方法
pop方法
empty方法
全部代码

总结

准备工作工具：idea+jdk8
技术要求：java基础语法
编码环节首先，我们得先确定下来，用什么数据来模拟栈的操作。由于是一个一个的元素放入栈里面，我们可以考虑用数组来实现。

以上是Java官方文档中的栈定义，我们也只需要实现三个方法：判断是否为空、移除栈顶对象、添加元素到栈的尾部
所以我们事先得定义一个数组：
Objects[] arr;
数组定义好了之后呢，想想，我们怎么去获取到栈尾部或者栈首的元素呢？还记得数组的索引吗？可以用索引来假设为栈的指针。所以，我们还得定义好栈的元素个数和栈的默认长度以及默认的指针：
private int stackLength = 4; // 数组的默认长度private int size; // 记住栈容器的元素个数private int index = -1; // 操作数组下标位置的指针
为什么这儿指向的是-1呢？我们知道，数组的第一个元素是索引为0，那么-1的意思就是不指向任何元素。待会儿我们在用的时候再去指向他。
然后，我们还得定义出数组的初始化。以及初始化的长度。参考官方文档的写法，当栈的长度满了之后我们就对栈长度进行1.5倍的扩容。我们就单独提取出一个方法来放置；
/** * 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容 */private void capacity() {// 数组初始化if (this.arr == null) {this.arr = new Object[this.stackLength];}// 以1.5倍对数组扩容if (this.size - (this.stackLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值this.stackLength = this.stackLength + (this.stackLength >> 1); // 位运算，让长度变成原来的1/2this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.stackLength); // 复制一个新的数组，用新开辟的长度}}
push方法如何给栈添加元素？我们要考虑的地方：指针向右移动一位，也就是说指针要+1 。其次，添加完元素之后，栈元素的长度发生了变化，size+1。
public E push(E item){// 先初始化数组this.capacity();// 添加元素this.arr[++index] = item;// 记录元素个数加一this.size++;return item;}
pop方法pop方法主要是用来移除栈顶的元素。
先分析一下思路：我们要用index去指向栈顶的元素，该怎么去指定？
删除之后，对应的size长度该怎么去改变？
我们知道，当元素添加了之后，index会跟着改变，那么就好比我们添加了三个元素，此时的index应该就是指向的2 。那就好办了。
当移除的时候，我们只需要让index–来操作就能解决问题；看代码：
/** * 获取栈顶元素 * * @return */public E pop() {// 如果栈容器中没有元素则抛出异常if (this.index == -1) {throw new EmptyStackException();}// 记录元素个数this.size--;// 返回栈顶元素System.out.println("删除元素之前的当前下标："+index);return (E) this.arr[index--];}
empty方法判断栈是否为空，这很简单。直接判断当前的size是不是0就能解决：
public boolean empty(){ return this.index==0?true:false;}
全部代码package com.zxy;import java.util.Arrays;import java.util.EmptyStackException;/** * @Author Zxy * @Date 2021/2/2 20:24 * @Version 1.0 * 演示栈容器的使用 */public class MyStack<E> {private Object[] arr; // 存放元素的物理结构private int stackLength = 4; // 数组的默认长度private int size; // 记住栈容器的元素个数private int index = -1; // 操作数组下标位置的指针/*** 判断栈容器是否为空*/public boolean empty() {return this.size == 0 ? true : false;}/*** 获取栈顶元素** @return*/public E pop() {// 如果栈容器中没有元素则抛出异常if (this.index == -1) {throw new EmptyStackException();}// 记录元素个数this.size--;// 返回栈顶元素System.out.println("删除元素之前的当前下标："+index);return (E) this.arr[index--];}/*** 向栈顶添加元素** @param item* @return*/public E push(E item) {// 初始化数组this.capacity();// 向数组中添加元素System.out.println("添加元素之前的下标："+index);this.arr[++index] = item;System.out.println("添加元素之后的下标："+index);// 记录元素个数this.size++;return item;}/*** 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容*/private void capacity() {// 数组初始化if (this.arr == null) {this.arr = new Object[this.stackLength];}// 以1.5倍对数组扩容if (this.size - (this.stackLength - 1) >= 0) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值this.stackLength = this.stackLength + (this.stackLength >> 1); // 位运算，让长度变成原来的1/2this.arr = Arrays.copyOf(this.arr, this.stackLength); // 复制一个新的数组，用新开辟的长度}}public static void main(String[] args) {MyStack<String> stack = new MyStack<>();stack.push("a");stack.push("b");stack.push("c");System.out.println(stack.size);System.out.println("当前栈顶元素："+stack.pop());/*System.out.println(stack.pop());System.out.println(stack.pop());*/}}