深刻理解Java 棧數據結構

　　棧（stack）又名堆棧，它是一種運算受限的線性表。其限制是僅容許在表的一端進行插入和刪除運算。這一端被稱爲棧頂，相對地，把另外一端稱爲棧底。向一個棧插入新元素又稱做進棧、入棧或壓棧，它是把新元素放到棧頂元素的上面，使之成爲新的棧頂元素；從一個棧刪除元素又稱做出棧或退棧，它是把棧頂元素刪除掉，使其相鄰的元素成爲新的棧頂元素。

　　

　　從上圖是基於數組實現的棧，能夠看到，對棧的操做（壓棧、出棧）其實都是對棧頂元素的操做，所以壓棧和出棧的速度都比較快。棧中元素按照FILO順序排序的，即先入後出的規則，先放進去的元素最後才能被彈出來。

 

　　1、棧結構要素

　　一、棧，是用來存儲數據的數據結構，可使用數組或鏈表來實現棧結構

　　二、棧頂，顧名思義棧最頂部的元素，壓棧與出棧的對象

　　三、棧深度，棧中數據多少，若是棧結構爲數組，當棧長度大於等於數組長度後，會拋出異常或對數組進行擴容，棧結構是鏈表就沒有這個限制。

　　

//存放數據
    private Object[] data;
    //數據量
    private int size;
    //棧頂
    private int top;
    //默認棧大小
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
    //最大容量
    private int maxCapacity;

　　

　　2、壓棧

    /**
     * 向棧中放數據
     * @param obj
     * @return
     */
    public boolean push(Object obj){
        if (size >= maxCapacity) return false;
        data[++top] = obj;
        size++;
        return true;
    }

　　壓棧操做比較簡單，將新元素放在原棧頂的上面，棧頂指針往上移動一位。我這裏當棧深度等於數組長度後是直接返回false的，固然根據實際的需求，你也能夠對現有數組進行擴容，而後將原棧中元素放入新棧中便可。如：

     /**
     * 壓棧，若是棧深度超出數組長度，將數組擴大1.5倍
     * @param obj
     * @return
     */
    public boolean push1(Object obj){
        if (size >= maxCapacity){
            maxCapacity = maxCapacity * 3 / 2;
            Object[] newStack = new Object[maxCapacity];
            System.arraycopy(data,0,newStack,0,size);
            Arrays.fill(data,null);
            data = newStack;
        }
        data[++top] = obj;
        size++;
        return true;
    }

 

　　3、出棧

    /**
     * 從棧中彈出數據
     * @return
     */
    public Object pop(){
        if (size <= 0) return null;
        size--;
        Object old = data[top];
        data[top--] = null;
        return old;
    }

　　出棧操做將棧頂元素擲爲null，而後將棧頂指針往下移動一位便可，很簡單。

 

　　4、查看棧頂

    /**
     * 查看數據
     */
    public Object peek(){
        if (isEmpty()) return null;
        return data[top];
    }

　　這個方法更是簡單到使人髮指，只是查看棧頂元素，並無將棧頂元素刪除。

 

　　5、清空棧

    /**
     * 清空棧數據
     */
    public void clear(){
        while (top > -1){
            data[top--] = null;
        }
        size = 0;
    }

 

　　棧數據結構的實現基本已經講完了，棧的基本操做差很少包包含在裏面了，代碼實現起來就是這麼簡單。另外，另外一種基於鏈表的棧我就再也不這裏說了，由於也是很簡單的，這是棧限定對鏈表的操做只能是操做鏈表頭部，你們若是感興趣的話能夠本身嘗試用鏈表實現一個棧，或者能夠參考一下我以前寫的基於鏈表實現的隊列，原理是差很少的，也能夠參考一下jdk中的LinkedList。