實現一個簡單的棧（底層數組）

棧的特點

1. 先進后出（FILO）或者  后進先出（LIFO）
2. 增刪元素皆是在棧頂操作
3. 一次只能刪除一個數據項：當前棧頂元素
4. 只允許訪問一個數據項：當前棧頂元素

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所需元素

1. 因為底層用數組實現，所以需要一個數組 stackArray
2. 需要一個指向棧頂的指針top
3. 需要指定數組的大小maxSize

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分析實現

1. 需要在創建自定義棧類的時候，就確定好一些初始化操作，例如確定數組的大小並初始化數組；
2. 確定棧具有的功能：入棧push()、出棧pop()、查看棧頂元素getTop()、判空isEmpty()、判滿isFull()、判長length()、清空clear()

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代碼實現

public class Stack {

    private int maxSize;
    private int top;
    private Object[] stackArr;

    /**
     * 利用構造函數初始化數組
     *
     * @param maxSize
     */
    public Stack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stackArr = new Object[maxSize];
        // 相當於棧的指針
        top = 0;
    }

    /**
     * 元素出棧
     *
     * @param i
     */
    public void push(Object i) {
        if (isFull()) {
            throw new RuntimeException("棧已滿！");
        }
        stackArr[top++] = i;
    }

    /**
     * 元素入棧
     *
     * @return
     */
    public Object pop() {
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("空棧！");
        }
        // 這里先自減是因為top數組長度，而索引從0開始
        return stackArr[--top];
    }

    /**
     * 獲取棧頂元素，只是查看，不刪除
     *
     * @return
     */
    public Object getTop() {
        return stackArr[top - 1];
    }

    /**
     * 判斷棧是否為空
     *
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return (top == 0);
    }

    /**
     * 判斷棧是否已滿
     *
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        return (top == maxSize);
    }

    /**
     * 回去棧元素的數量
     *
     * @return
     */
    public int length() {
        return top;
    }

    /**
     * 清空棧
     *
     * @return
     */
    public void clear() {
        while (top != 0) {
            pop();
        }
    }
}

 

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測試

public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {

        Stack stack = new Stack(10);

        System.out.println( "棧是否為空? " + stack.isEmpty());

        stack.push(2);
        stack.push(1);
        stack.push(6);
        stack.push(3);
        stack.push(5);

        System.out.println("棧長: " + stack.length());

        System.out.println("棧頂元素: " + stack.getTop());

        System.out.println("棧滿? " + stack.isFull());

        // 清空棧
        stack.clear();

        System.out.println( "棧是否為空? " + stack.isEmpty());

        stack.push(2);
        stack.push(1);
        stack.push(6);
        stack.push(3);
        stack.push(5);
        // 取出棧元素，並打印
        while(!stack.isEmpty()){
            Object pop = stack.pop();
            System.out.print(pop + "\t");
        }
        System.out.println();
    }
}

結果

棧是否為空? true
棧長: 5
棧頂元素: 5
棧滿? false
棧是否為空? true
5    3    6    1    2    

 

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總結

1. 底層用數組實現，簡單，但是一開始就要固定棧的大小，並且后期擴容困難；
2. 插入、查找、刪除所需時間都是O(1)，因為都是對棧頂元素操作。

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對比鏈接：使用鏈表實現棧

 

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