Java数据结构与算法 栈

  • 栈的英文为(stack)
  • 栈是一个先入后出(FILO-First In Last Out)的有序列表。
  • 栈(stack)是限制线性表中元素的插入和删除只能在线性表的同一端进行的一种特殊线性表。允许插入和删除的一端,为变化的一端,称为栈顶(Top),另一端为固定的一端,称为栈底(Bottom)
  • 根据栈的定义可知,最先放入栈中元素在栈底,最后放入的元素在栈顶,而删除元素刚好相反,最后放入的元素最先删除,最先放入的元素最后删除

出栈(pop)和入栈(push)——图解:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

栈的应用场景

  • 子程序的调用:在跳往子程序前,会先将下个指令的地址存到堆栈中,直到子程序执行完后再将地址取出,以回到原来的程序中。
  • 处理递归调用:和子程序的调用类似,只是除了储存下一个指令的地址外,也将参数、区域变量等数据存入堆栈中。
  • 表达式的转换[中缀表达式转后缀表达式]与求值(实际解决)。
  • 二叉树的遍历。
  • 图形的深度优先(depth一first)搜索法。

数组模拟栈

在这里插入图片描述

package stack;/*
 * @Author: Min
 * @Date:   2021/9/26
 * @description 栈
 */

import java.util.Scanner;

public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试ArrayStack
        //先创建一个ArrayStack的对象
        ArrayStack stack = new ArrayStack(4);
        String key = "";
        boolean loop = true;//控制是否退出菜单
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (loop) {
            System.out.println("show:表示显示栈");
            System.out.println("exit:退出程序");
            System.out.println("push:表示添加数据到栈");
            System.out.println("pop:表示从栈取出数据");
            System.out.print("请输入你的选择:");
            key = scanner.next();
            switch (key) {
                case "show":
                    stack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.print("请输入一个数:");
                    int value = scanner.nextInt();
                    stack.push(value);
                case "pop":
                    try {
                        int res = stack.pop();
                        System.out.printf("出栈的数据是:%d\n",res);
                    }catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                case "exit":
                    scanner.close();
                    loop = false;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序已退出");
    }
}

//定义一个类表示栈结构
class ArrayStack {
    private int maxSize;//表示栈的大小
    private int[] stack;//数组,数组模拟栈,数据就放在改数组
    private int top = -1;//top表示栈顶,初始化为-1

    //构造器
    public ArrayStack(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top ++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈
    public int pop() {
        //先判断是否为空
        if (isEmpty()) {
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据");
        }
        int value = stack[top];
        top --;
        return value;
    }

    //遍历 ——遍历时,需要从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空,没有数据");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
        }

    }
}

栈实现综合计算器

在这里插入图片描述

package stack;
/*
 * @Author: Min
 * @Date:   2021/9/26
 * @description
 */

import java.util.Scanner;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        //根据前面的思路完成表达式的运算
        String expression = "3+2*6-2";//多位数??---改善
        //创建两个栈,数栈、符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //定义需要的而相关变量
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';//将每次扫描得到char保存到ch
        String keepNum = ""; //用于拼接多位数**
        //开始while循环的扫描expression
        while (true) {
            //依次得到expression 的每一个字符
            ch = expression.substring(index,index+1).charAt(0);
            //判断ch是什么,然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {
                //如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //如果非空,就进行比较,如果当前的操作符的优先级小于或等于栈中的操作符,就需要从栈中pop出两个数
                    //再从符号栈中pop出一个符号,进行运算,将得到的结果,入数栈,然后及那个当前的操作符入符号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        //peek()为新增加的方法
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1,num2,oper);
                        //吧运算结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        //然后将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符,直接入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    //如果为空直接入栈
                    operStack.push(ch);
                }
            } else {
                //如果是数,直接入数栈
//                numStack.push(ch - 48);//? char int

                //改善  ——分析
                //1.当处理多位数是,不能发现是一个数就立即入栈,一维他可能是多位数
                //2.在处理数,需要向expression的表达式的index后再看一位,如果是数就进行扫描,如果是符号才入栈
                //3.因此我们需要定义一个变量字符串,用于拼接

                //处理多位数
                keepNum += ch;
                //如果ch已经是最后一位,就直接入栈
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                }
                //判断下一个字符是不是数字,如果是,继续扫描;如果是运算符,则入栈
                //注意是看最后一位,不是index++
                else {
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 200).charAt(0))) {
                        //如果后一位是运算符则入栈
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        //重点! keepNum清空
                        keepNum = "";
                    }
                }

            }
            //让index + 1扫描,并判断是否扫描到expressio的最后
            index ++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        //当表达式扫描完毕,就顺从的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号并运行
        while (true) {
            //如果符号栈为空,则计算到最后的结果,数栈中只有一个数字
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1,num2,oper);
            numStack.push(res);//入栈
        }
        System.out.printf("表达式%s=%d",expression,numStack.pop());
    }
}

//定义一个类表示栈结构
class ArrayStack2 {
    private int maxSize;//表示栈的大小
    private int[] stack;//数组,数组模拟栈,数据就放在改数组
    private int top = -1;//top表示栈顶,初始化为-1

    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    //栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //增加一个方法,可以返回栈顶,但不是真正的pop
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    //入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top ++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈
    public int pop() {
        //先判断是否为空
        if (isEmpty()) {
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据");
        }
        int value = stack[top];
        top --;
        return value;
    }

    //遍历 ——遍历时,需要从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空,没有数据");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级 ——由程序员来确定
    //优先级使用数字表示,数字越大优先级越高
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*'|| oper == '/') {
            return 1;
        }
        if (oper == '+'|| oper == '-') {
            return 0;
        }
        else {
            return -1;//假设目前的表达式只有 + - * /
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/' ;
    }

    //计算方法
    public int cal(int num1,int num2,int oper) {
        int res = 0;//res用于存放计算的结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-' :
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*' :
                res = num2 * num1;
                break;
            case '/' :
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}

热门文章

暂无图片
编程学习 ·

Java输出数组的内容

Java输出数组的内容_一万个小时-CSDN博客_java打印数组内容1. 输出内容最常见的方式// List<String>类型的列表List<String> list new ArrayList<String>();list.add("First");list.add("Second");list.add("Third");list.ad…
暂无图片
编程学习 ·

母螳螂的“魅惑之术”

在它们对大蝗虫发起进攻的时候&#xff0c;我认认真真地观察了一次&#xff0c;因为它们突然像触电一样浑身痉挛起来&#xff0c;警觉地面对限前这个大家伙&#xff0c;然后放下自己优雅的身段和祈祷的双手&#xff0c;摆出了一个可怕的姿势。我被眼前的一幕吓到了&#xff0c;…
暂无图片
编程学习 ·

疯狂填词 mad_libs 第9章9.9.2

#win7 python3.7.0 import os,reos.chdir(d:\documents\program_language) file1open(.\疯狂填词_d9z9d2_r.txt) file2open(.\疯狂填词_d9z9d2_w.txt,w) words[ADJECTIVE,NOUN,VERB,NOUN] str1file1.read()#方法1 for word in words :word_replaceinput(fEnter a {word} :)str1…
暂无图片
编程学习 ·

HBASE 高可用

为了保证HBASE是高可用的,所依赖的HDFS和zookeeper也要是高可用的. 通过参数hbase.rootdir指定了连接到Hadoop的地址,mycluster表示为Hadoop的集群. HBASE本身的高可用很简单,只要在一个健康的集群其他节点通过命令 hbase-daemon.sh start master启动一个Hmaster进程,这个Hmast…
暂无图片
编程学习 ·

js事件操作语法

一、事件的绑定语法 语法形式1 事件监听 标签对象.addEventListener(click,function(){}); 语法形式2 on语法绑定 标签对象.onclick function(){} on语法是通过 等于赋值绑定的事件处理函数 , 等于赋值本质上执行的是覆盖赋值,后赋值的数据会覆盖之前存储的数据,也就是on…
暂无图片
编程学习 ·

Photoshop插件--晕影动态--选区--脚本开发--PS插件

文章目录1.插件界面2.关键代码2.1 选区2.2 动态晕影3.作者寄语PS是一款栅格图像编辑软件&#xff0c;具有许多强大的功能&#xff0c;本文演示如何通过脚本实现晕影动态和选区相关功能&#xff0c;展示从互联网收集而来的一个小插件&#xff0c;供大家学习交流&#xff0c;请勿…
暂无图片
编程学习 ·

vs LNK1104 无法打开文件“xxx.obj”

写在前面&#xff1a; 向大家推荐两本新书&#xff0c;《深度学习计算机视觉实战》和《学习OpenCV4&#xff1a;基于Python的算法实战》。 《深度学习计算机视觉实战》讲了计算机视觉理论基础&#xff0c;讲了案例项目&#xff0c;讲了模型部署&#xff0c;这些项目学会之后可以…
暂无图片
编程学习 ·

工业元宇宙的定义与实施路线图

工业元宇宙的定义与实施路线图 李正海 1 工业元宇宙 给大家做一个关于工业元宇宙的定义。对于工业&#xff0c;从设计的角度来讲&#xff0c;现在的设计人员已经做到了普遍的三维设计&#xff0c;但是进入元宇宙时代&#xff0c;就不仅仅只是三维设计了&#xff0c;我们的目…
暂无图片
编程学习 ·

【leectode 2022.1.15】完成一半题目

有 N 位扣友参加了微软与力扣举办了「以扣会友」线下活动。主办方提供了 2*N 道题目&#xff0c;整型数组 questions 中每个数字对应了每道题目所涉及的知识点类型。 若每位扣友选择不同的一题&#xff0c;请返回被选的 N 道题目至少包含多少种知识点类型。 示例 1&#xff1a…
暂无图片
编程学习 ·

js 面试题总结

一、js原型与原型链 1. prototype 每个函数都有一个prototype属性&#xff0c;被称为显示原型 2._ _proto_ _ 每个实例对象都会有_ _proto_ _属性,其被称为隐式原型 每一个实例对象的隐式原型_ _proto_ _属性指向自身构造函数的显式原型prototype 3. constructor 每个prot…
暂无图片
编程学习 ·

java练习代码

打印自定义行数的空心菱形练习代码如下 import java.util.Scanner; public class daYinLengXing{public static void main(String[] args) {System.out.println("请输入行数");Scanner myScanner new Scanner(System.in);int g myScanner.nextInt();int num g%2;//…
暂无图片
编程学习 ·

RocketMQ-什么是死信队列?怎么解决

目录 什么是死信队列 死信队列的特征 死信消息的处理 什么是死信队列 当一条消息初次消费失败&#xff0c;消息队列会自动进行消费重试&#xff1b;达到最大重试次数后&#xff0c;若消费依然失败&#xff0c;则表明消费者在正常情况下无法正确地消费该消息&#xff0c;此时…
暂无图片
编程学习 ·

项目 cg day04

第4章 lua、Canal实现广告缓存 学习目标 Lua介绍 Lua语法 输出、变量定义、数据类型、流程控制(if..)、循环操作、函数、表(数组)、模块OpenResty介绍(理解配置) 封装了Nginx&#xff0c;并且提供了Lua扩展&#xff0c;大大提升了Nginx对并发处理的能&#xff0c;10K-1000K Lu…
暂无图片
编程学习 ·

输出三角形

#include <stdio.h> int main() { int i,j; for(i0;i<5;i) { for(j0;j<i;j) { printf("*"); } printf("\n"); } }
暂无图片
编程学习 ·

stm32的BOOTLOADER学习1

序言 最近计划学习stm32的BOOTLOADER学习,把学习过程记录下来 因为现在网上STM32C8T6还是比较贵的,根据我的需求flash空间小一些也可以,所以我决定使用stm32c6t6.这个芯片的空间是32kb的。 #熟悉芯片内部的空间地址 1、flash ROM&#xff1a; 大小32KB&#xff0c;范围&#xf…
暂无图片
编程学习 ·

通过awk和shell来限制IP多次访问之学不会你打死我

学不会你打死我 今天我们用shell脚本&#xff0c;awk工具来分析日志来判断是否存在扫描器来进行破解网站密码——限制访问次数过多的IP地址&#xff0c;通过Iptables来进行限制。代码在末尾 首先我们要先查看日志的格式&#xff0c;分析出我们需要筛选的内容&#xff0c;日志…
暂无图片
编程学习 ·

Python - 如何像程序员一样思考

在为计算机编写程序之前&#xff0c;您必须学会如何像程序员一样思考。学习像程序员一样思考对任何学生都很有价值。以下步骤可帮助任何人学习编码并了解计算机科学的价值——即使他们不打算成为计算机科学家。 顾名思义&#xff0c;Python经常被想要学习编程的人用作第一语言…
暂无图片
编程学习 ·

蓝桥杯python-数字三角形

问题描述 虽然我前后用了三种做法&#xff0c;但是我发现只有“优化思路_1”可以通过蓝桥杯官网中的测评&#xff0c;但是如果用c/c的话&#xff0c;每个都通得过&#xff0c;足以可见python的效率之低&#xff08;但耐不住人家好用啊&#xff08;哭笑&#xff09;&#xff09…