JAVA_数据结构_栈和队列
1.栈（Stack）
1.1概念
栈是一种特殊的线性表，它只允许一端进行增删查改操作，它的头称为栈顶，进行压栈和出栈的操作，则另一端称为栈底，并且它遵循着先进后出的操作。
压栈：也可称为进栈/入栈，该功能为为栈添加数据，在栈顶操作。
出栈：该功能为栈删除数据，在栈顶操作。
先进后出：也可称为后进先出，相当于几个人进到一个细小的胡同里，里面只能一人并排走，则第一人进去后，第二个第三个依次进去，可这是个胡同，前面无路可走，要想出去就只能让最后一个人进来的人先出去，而最先进来的人是最后一个出去的，这就是先进后出/后进先出。
1.2栈的使用
- Stack：创建一个空的栈
- E push(E e)：为一个栈添加元素
- E peek()：取得栈顶元素不删除
- E pop()：取得栈顶元素并删除
- int size()：取得栈中的元素个数
- boolean isEmpty()：判断栈是否为空 是为true 不是为false
public static void main(String[] args) {//1.创建栈Stack<Integer> stack=new Stack<>();//2.为栈添加元素stack.push(1);stack.push(1);stack.push(1);//3.取得栈顶元素 不删除stack.peek();//4.取得栈顶元素并删除stack.pop();//5.取得栈中的元素个数stack.size();//6.判断栈是否为空stack.isEmpty();}1.3栈的模拟实现
由于栈是单向进行操作，所以我们可以用数组来模拟实现栈。
public class MyStack {//用数组模拟栈public int []elem;//有效数public int usesize;//初始数组大小public static final int DEFAULT_SIZE=10;//初始化数组public MyStack(){elem=new int[DEFAULT_SIZE];}//模拟入栈public void push(int val){//如果栈为满就扩容if(isFull()){grow();}//反之，插入元素，并增加有效数elem[usesize]=val;usesize++;}//模拟出栈public int pop(){//如果栈为空 就放回-1if(isEmpty()){return -1;}//先定义一个返回值int val=elem[usesize];//将数组减一 达到出栈的效果usesize--;//返回出栈的数字return val;}//模拟返回栈顶元素public int peek(){//如果栈为空 就放回-1if(isEmpty()){return -1;}//放回数组第一个元素，模拟返回栈顶元素return elem[usesize];}//模拟返回栈中元素的个数public int size(){//这边的有效数即栈的个数return usesize;}//打印栈中元素个数public void printStack(){for(int i=0;i<usesize;i++){System.out.println(elem[i]+" ");}}//判断是否为满public boolean isFull(){//如果有效数==数组的长度 那么该数组就满了return usesize==elem.length;}//扩容public void grow(){//扩容2倍elem=Arrays.copyOf(elem,elem.length*2);}//判断是否为空public boolean isEmpty(){//如果有效数为0，那么就表示该数组中一个元素都没有，即栈为空return usesize==0;}}2.队列（Queue）
2.1概念
队列是一端进行增加数据，另一端进行删除数据，增加数据的一端为尾，而它的头就进行删除数据，依据先进先出原则。
队头：进行数据的删除。
队尾：进行数据的增加。
先进先出：也可称为后进后出，就像现实中的排队打饭，从队尾开始排队，要想打到饭出去就只能到队头的时候，这就是先进先出/后进后出。
2.2队列的使用
在Java中，队列（Queue）是一个接口，底层通过链表来实现，所以示例化时需要依附于LinkedList对象，因为LinkedList实现了队列的接口。
1.Queue： 创建空的队列
2.void offer（E e）：为一个栈添加元素
3.E poll（）：取得队头元素并删除
4.E peek（）：取得队头元素不删除
5.int size（）：取得队列中元素的个数
6.boolean isEmpty（）： 判断队列是否为空，是返回treu 不是返回false
public static void main(String[] args) {//1.创建空队列Queue<Integer> queue=new LinkedList<>();//2.为队列增加元素queue.offer(1);queue.offer(2);queue.offer(3);System.out.println(queue);//3.取得队头元素并删除queue.poll();//4.取得队头元素不删除queue.peek();//5.取得队列中元素的个数queue.size();//6.判断队列是否为空queue.isEmpty();}2.3队列模拟实现
由于栈是进行双向操作的，所以这边我们使用链表来模拟实现栈。
public class MyQueue {//因为使用链表模拟//所以先创建Node节点static class Node {private int val;private Node next;private Node prev;public Node(int val) {this.val = val;}}//链表头public Node front;//链表尾public Node rear;//模拟实现增加元素public void offer(int val) {//创建node变量接收要增加的元素Node node = new Node(val);//如果列表初始状态为空，//那么加入的第一个元素就是这个链表的头尾if (front == null) {front = node;rear = node;}//反之//因为队列增加元素是在队尾//所以这边我们使用尾插法模拟增加元素rear.next = node;//将队列的的最后一个元素的下一个指向指向nodenode.prev = rear;//将node的上一个指向指向列表的最后一个元素rear = node;//将队列的尾部标识移动到新增加的元素的位置}//模拟实现取得队头元素public int peek() {//如果队列为空，返回-1if (front == null) {return -1;}//反之 返回头元素的值return front.val;}//模拟实现取得队头元素并删除public int poll() {//如果队列为空，返回-1if (front == null) {return -1;}//先取得队头的元素int val = front.val;//将队头的元素移除front = front.next;//队头为队头的下一元素front.prev = null;//将对头的上一个指向改为nullreturn val;}//模拟实现取得队列中的元素个数public int size() {//定义一个cur元素为队头Node cur = front;//计数int count = 0;//但cur不为空时，计数一次并间cur往后移动一位while (cur == null) {count++;cur = cur.next;}return count;}//模拟实现判断队列是否为空public boolean isEmpty() {//如果队头没有元素 那么这个队列就为空return front == null;}//打印队列的元素public void printfQueue() {Node cur = front;while (cur != null) {System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}}}
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