目录
1.栈
1.1概念
1.2 栈的使用
1.3.栈的模拟实现
2.队列
2.1概念
2.2队列的使用
2.3队列的模拟实现
2.4 循环队列
2.5双端队列
1.栈
1.1概念
栈:一种特殊的线性表,其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO(Last In First Out)的原则。
压栈:栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈,入数据在栈顶。
出栈:栈的删除操作叫做出栈。出数据在栈顶
有点类似于步枪压子弹一样,先压进去的最后在发射,最后压进去的先发射。先进后出。
1.2 栈的使用
方法 | 功能 |
Stack() | 构造一个空的栈 |
E push(E e) | 将e入栈,并返回e |
E pop() | 将栈顶元素出栈并返回 |
E peek() | 获取栈顶元素 |
int size() | 获取栈中有效元素个数 |
boolean empty() | 检测栈是否为空 |
1.3.栈的模拟实现
从上图中可以看到,Stack继承了Vector,Vector和ArrayList类似,都是动态的顺序表,不同的是Vector是线程安全的。
我们使用数组来模拟实现一个栈
public class MyStack<E> {int[] array;int size;public MyStack(){array=new int[3];}//压栈public int push(int val){array[size] = val;size++;return val;}//弹出栈顶元素public int pop(){int temp= peek();size--;return temp;}//查看栈顶元素public int peek(){if(empty()){return -1;}return array[size-1];}public boolean empty(){return size==0;}//遍历public void display(){for (int i = 0; i < size; i++) {System.out.print(array[i]+ " ");}}//获取栈中元素个数public int size(){return size;}}
2.队列
2.1概念
队列:只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表,队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 入队列:进行插入操作的一端称为队尾(Tail/Rear) 出队列:进行删除操作的一端称为队头 (Head/Front)。
2.2队列的使用
在Java中,Queue是个接口,底层是通过链表实现的。
方法 | 功能 |
boolean offer(E e) | 入队列 |
E poll() | 出队列 |
peek() | 获取队头元素 |
int size() | 获取队列中有效元素个数 |
boolean isEmpty() | 检测队列是否为空 |
注意:Queue是个接口,在实例化时必须实例化LinkedList的对象,因为LinkedList实现了Queue接口。
2.3队列的模拟实现
我们使用单向链表来模拟实现一个队列
首先我们思考一个问题,插入的操作很容易,但是当我们想弹出队尾元素的时候,因为是基于链表的,所以我们得知道它的前一个节点,这样才好把它给获取并删掉,如果我们采取尾插法,自然是做不到的,所以我们采取头插法。
public class MyQueue {class Node{private int val;private Node next;public Node(int val){this.val=val;}}private Node head;private Node last;private int size;public void offer(int data){Node node = new Node(data);if(head==null){head = node;last = node;size++;}else {last.next=node;last=node;}}public int poll(){if(!isEmpty()){int tmp=head.val;head=head.next;return tmp;}return -1;}public boolean isEmpty(){return last==null;}public int peek(){if(!isEmpty()){return head.val;}return -1;}
}
2.4 循环队列
实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。环形队列通常使用数组实现。
2.5双端队列
双端队列(deque)是指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列,deque 是 “double ended queue” 的简称。
那就说明元素可以从队头出队和入队,也可以从队尾出队和入队
Deque是一个Deque是一个接口,使用时必须创建LinkedList的对象
在实际工程中,使用Deque接口是比较多的,栈和队列均可以使用该接口:
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();//双端队列的线性实现
Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();//双端队列的链式实现