出栈顺序（算法入门之栈）

算法入门之栈

前言

了解完算法的基本数据结构链表和数组后，我们就可以开始了解基于这些基本数据衍生出来的其它数据结构，如堆、栈、队列等，今天详细聊聊栈，其它文章参考

数组简介

链表简介

什么是栈

栈是一种线性结构，最常见的生活中的例子就是羽毛球筒

羽毛球筒只开放一端入口，那么先放入的球一定是在底部，最后放入的球在最顶部，拿球时先获取的就是靠近顶部的球，只有不停的获取才能将底部的球拿到。

栈也就是这样，只能从一端入栈和出栈，这种顺序我们称为FILO（First In Last Out）先进后出，最早进入的元素称为栈底，最后进入的元素我们称为栈顶，如下

栈是链表和数组的基本数据的衍生结构，所以可以采用链表或者数据实现，具体思路如下

数组实现栈

用数组来实现栈太简单，我们可以参考之前数组的相关文章

数组简介

入栈就是在数组的尾部插入元素不涉及到数组元素移动，出栈就是将数组尾部的元素清除，示意图如下

入栈

出栈

实现代码

/** * 用数组实现栈 */ class MyStack1 { // 数组的实际大小 private int size; private Object[] arr; public MyStack1(int capacity){ arr = new Object[capacity]; size = 0; } // 入栈 public void push(Object data){ if (size == arr.length){ throw new RuntimeException("超过栈的最大容量"); } arr[size] = data; size++; } // 出栈 public Object pull(){ if (size == 0){ throw new RuntimeException("栈为空！"); } Object data = arr[size-1]; // 恢复数组指定位置默认值 arr[size-1] = null; size--; return data; } public void show(){ System.out.println("打印栈存放数据："+ Arrays.toString(arr)); } }

链表实现栈

链表实现栈同样是尾部指针的移动，如下是链表实现的示意图

入栈就是将原队尾的next指针指向新节点即可，而出栈就是将原队尾节点的上一个节点的next指针指向null。

入栈

出栈

实现代码如下

/** * 用链表实现栈 */ class MyStack2 { // 链表元素个数 private int size; // 头节点 private Node head; // 尾节点 private Node last; // 入栈 public void push(Object data){ Node node = new Node(data); if (size == 0){ head = node; last = node; }else { last.next = node; last = node; } size++; } // 出栈 public Object pull(){ if (size == 0){ throw new RuntimeException("栈数据为空"); } Object data = last.data; if (size == 1){ head = null; last = null; }else { // 获取倒数第二个节点 Node index = getIndex(size - 2); index.next = null; last = index; } size--; return data; } // 获取指定下标的元素从0开始 public Node getIndex(int index){ if (index <0 || index>=size){ throw new RuntimeException("数组下标异常"); } Node temp = head; for (int i = 0; i <index; i++) { temp = temp.next; } return temp; } public void show(){ Node temp = head; while (temp!=null){ System.out.println(temp); temp = temp.next; } } } class Node{ // 数据 Object data; // 下一个节点指针 Node next; public Node(Object data){ this.data = data; next = null; } @Override public String toString() { return "Node{" + "data=" + data + ", next=" + next + '}'; } }

总结

从操作代码可以看出，无论栈的实现方式是采用数组还是链表，入栈出栈都非常简单仅仅是一个元素的移动，所以入栈和出栈操作时间复杂度都为O(1)。