学习目录
- 栈(Stack)
- 栈的概念
- 栈的使用
- 栈相关的应用场景
- 栈的模拟实现
- 中缀表达式 转 后缀表达式
栈(Stack)
栈的概念
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，遵守先进后出，后进先出的原则
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
在集合框架中，Stack的继承实现关系如下：
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类，是线程安全的动态数组，但是性能较差 , 现在已经不是很常用了 , 可以说已经过时了
栈的使用
| 方法 | 解释 |
|---|---|
| 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 |
public static void main(String[] args) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();//创建一个栈
stack.push(1);//添加一个元素到栈中
stack.push(2);
stack.push(3);
stack.push(4);
System.out.println("当前元素有:"+ stack.size());
System.out.println(stack);
int x = stack.pop();//取出栈顶的元素返回
System.out.println(x);
System.out.println("当前元素有:"+ stack.size());
int n = stack.peek();//获取当前栈顶的元素
System.out.println(n);
if(stack.empty()){
System.out.println("空栈！");
}else{
System.out.println("当前栈空间为："+stack.size());
}
}
栈相关的应用场景
- . 改变元素的序列
若进栈序列为 1,2,3,4 ，进栈过程中可以出栈，则下列不可能的一个出栈序列是（）
A： 1、4、3、2
B： 2、3、4、1
C： 3、1、4、2
D： 3、4、2、1
图解：
一个栈的初始状态为空。现将元素1、2、3、4、5、A、B、C、D、E依次入栈，然后再依次出栈，则元素出栈的顺序是（ ）。
A：1、2、3、4、5、A、B、C、D、E
B： E、D、C、B、A、5、4、3、2、1
C： A、B、C、D、E、1、2、3、4、5
D： 5、4、3、2、1、E、D、C、B、A
图解：
栈的模拟实现
public class MyStack {
public int[] elen;
public int usedsize;
public MyStack() {
this.elen = new int[10];
}
//压栈
public int push(int val){
if(isFull()){
// 扩容
elen = Arrays.copyOf(elen,2*elen.length);
}
this.elen[usedsize] = val;
usedsize++;
return val;
}
// 判断数组的空间是否满了
public boolean isFull(){
return usedsize == elen.length;
}
// 弹出
public int pop(){
if(empty()){
throw new MyEmptyStackException("栈为空！");
}
int n = elen[usedsize-1];
usedsize--;
return n;
// 第二种方法 这种方法和上面比较简洁一点
// return elen[--usedsize];
}
// 判断数组是否为空
public boolean empty(){
return usedsize == 0;
}
// 获取栈顶元素
public int peet(){
if(empty()){
throw new MyEmptyStackException("栈为空！");
}
return elen[usedsize-1];
}
}
中缀表达式 转 后缀表达式
- 基本概念
中缀表达式：
操作符以中缀形式位于运算数中间，日常通用的算术和逻辑公式表示方法，(例如：1+2 、 3*4)
后缀表达式：
又称逆波兰式，操作符以后缀形式位于两个运算数后，(例如：1+2 在转换成后缀表达形式就是1 2 +)
前缀表达式：
又称波兰式，操作符以前缀形式位于两个运算数前（如：3+2的前缀表达形式就是+ 3 2）
例如：
中缀转后缀表达式通常是应用在计算器上
👀👀👀
例如：
力扣链接: 逆波兰表达式求值
将后缀表达式：1 2 3 * + 4 5 * 6 + 7 * + 进行计算，求结果？
public int evalRPN(String[] tokens) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
//1.遍利 tokens 数组，判断当中的字符串的类型
for(String x : tokens){
//如果不是运算符的情况下
if(!isOperations(x)){
// Integer.parseInt() 是把字符串转换成整数
stack.push(Integer.parseInt(x));// 压栈
}else{
int n2 = stack.pop();
int n1 = stack.pop();
switch(x) {
case "+":
stack.push(n1+n2);
break;
case "-":
stack.push(n1-n2);
break;
case "*":
stack.push(n1*n2);
break;
case "/":
stack.push(n1/n2);
break;
}
}
}
return stack.pop();
}
// 判断是否是运算符
public boolean isOperations(String s){
if(s.equals("+") ||s.equals("-") ||s.equals("*") ||s.equals("/") ){
return true;
}
return false;
}
- 有效的括号
力扣链接: 有效的括号
public boolean isValid(String s) {
// 创建栈
Stack<Character> stack = new Stack<>();
// 遍历
for(int i = 0;i<s.length();i++){
// 获取元素赋值给 ch
char ch = s.charAt(i);
// 1.判断是否是 左括号
if(ch == '(' || ch == '[' || ch == '{'){
stack.push(ch);// 压栈
}else{
// 2.遇到了右括号，但是栈为空，不匹配
if(stack.empty()){//判断栈是否为空
return false;
}
// 获取
char ch2 = stack.peek();
// 3.如果满足下面任何的条件逻辑，都是匹配的
if(ch2 == '(' && ch == ')' || ch2 == '{' && ch == '}'|| ch2 == '[' && ch == ']'){
stack.pop();
}else{
return false;
}
}
}
// 4. 遍历完成后，如果最后栈不为空，说明左括号还在栈中没有匹配
if(!stack.empty()){
return false;
}
return true;
}
