3Java学习笔记之数据结构——栈

栈，是一种特殊的链表。栈，只能在表尾进行插入和删除。好比一个弹夹，往里面压子弹，每次添加时都是在弹夹最外部添加，打出子弹时也是每次都从最外部打出。

它是一种LIFO（last in first out）的线性结构。约定：末尾，也就是允许被插入和删除的一端称为栈顶（top），另一端称为栈底（bottom）。

平时在开发中貌似很少用到这个数据结构，或者说不知道该什么场合下使用栈，可能总是习惯性用数组Array来解决问题。其实在某些场合下，栈是最应景的结构。

像Android里的activity，打开一个界面再打开一个，按返回键时，就是先关闭最后打开的页面，这就是典型的栈，还有浏览器的返回按钮也一样。包括jvm的栈区，能保存方法调用层级，当递归过深时会发生栈溢出。

从实现上来看，栈这样的结构比较简单，比单链表要简单，毕竟它不能指定插入位置。这里就不写栈的实现类了，直接用java官方的Stack。

主要有下面的一些方法

 

1-->public Stack()创建一个空堆栈

 

2-->public boolean empty()测试堆栈是否为空;

 

3-->public E pop()移除堆栈顶部的对象，并作为此函数的值返回该对象。 

 

4-->public E push(E item)把项压入堆栈顶部

 

5-->public E peek()查看堆栈顶部的对象，但不从堆栈中移除它。 

 

6-->public boolean empty()测试堆栈是否为空

主要通过几个应用的场景例子来描述栈的作用。

一：将10进制的数M，转为N进制



这个是将25转为2进制的一个算法表示。后面的1、0代表除2后的余数，等到除以2等于0时，计算完毕，将余数倒序排列，即得到二进制值。即25的二进制值是11001.

可以用栈来存储余数，计算完毕后，从栈里读取即可。

private static void ten2n(int m, int n) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
//除后不为0的依次入栈
while (m / n != 0) {
stack.push(m % n);
m = m / n;
}
//入栈最后一位
stack.push(m % n);

StringBuffer sb = new StringBuffer();
//栈里有值，就依次出栈
while (!stack.empty()) {
Integer x = stack.pop();
sb.append(x);
}
System.out.print(sb.toString());
}

二：括号配对问题

判断一行包含多个括号的字符串，是否括号是一一配对的。

譬如[({})]这个就是配对的，而([[]})这种就是不配对的。

private static boolean match(String s) {
Stack<Character> stack = new Stack<>();
if (s == null) {
throw new NullPointerException("空串");
}
//遍历s的每个字符，如果为左括号就入栈，如果为右括号，就和栈顶的进行匹配，如果不匹配，就return false，如果匹配，就移除栈顶的左括号
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
char c = s.charAt(i);
if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
stack.push(c);
} else {
//如果出现的是右括号，但是栈里已经空了，说明肯定不匹配
if (stack.empty()) {
return false;
}
if (c == ')') {
//和栈顶的匹配，继续下次循环。不匹配，return false
if ('(' != stack.pop()) {
return false;
}
}
if (c == ']') {
//和栈顶的匹配，继续下次循环。不匹配，return false
if ('[' != stack.pop()) {
return false;
}
}
if (c == '}') {
//和栈顶的匹配，继续下次循环。不匹配，return false
if ('{' != stack.pop()) {
return false;
}
}
}
}
//循环完毕，如果栈空，则匹配完毕。不空则不匹配
return stack.empty();
}

以上就是使用栈来处理的两个小算法。另外还有很多，譬如递归等。等我以后碰到了特别适合栈来处理的事情时再补充。