【数据结构】栈的代码实现

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文章参考整理自小码哥的《恋上数据结构和算法》课程，图片转载自课程PPT，如有侵权，请联系删除~~

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文章目录

• • 接口设计
  • 代码实现

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• 栈是一种特殊的线性表, 只能在一端进行插入或者删除 *** 作
• 往栈中添加元素的 *** 作，一般叫做push，入栈
• 从栈中移除元素的 *** 作，一般叫做pop，出栈(只能移除栈顶的元素)
• 成员变量无非就是size和一个element数组或者链表作为存储元素的容器

接口设计

因为栈是只能在一端进行 *** 作，也就是说除了最上面的元素用户可见，其余元素用户并不可见

因此可以知道栈的基本 *** 作如下：

public class Stack<E> {
    // 元素的数量
    public int size();
    // 是否为空
    public boolean isEmpty();
    // 入栈
    public void push(E element);
    // 出栈
    public E pop();
    // 获取栈顶元素
    public E top();
    // 清空栈内元素
    public void clear();
}

• 由上面的接口可以看到，基本上是前面做过的动态数组或链表的子集
• 因此，在实现栈的 *** 作时，我们可以对之前的动态数组或双向链表进行再封装
• 可以想到的是两种实现方式
  • 继承动态数组或双向链表
  • 将动态数组或者双向链表作为成员变量

代码实现

继承方式

继承方式会拿到父类所有非私有变量和方法，所以这里不需要再在Stack类中定义size变量和一些与父类相同的方法

只需要对有变化的方法进行重写或者新增父类中没有的方法

import top.hellocode.List.List;

/**
 * @author HelloCode
 * @site https://www.hellocode.top
 * @date 2022年05月16日 10:44
 */
public class Stack<E> extends ArrayList {

    // 入栈
    public void push(E element){
        add(element);
    }

    // 出栈
    public E pop(){
        return (E) remove(size - 1);
    }

    // 获取栈顶元素
    public E top(){
        return (E) get(size - 1);
    }
}

继承中有一个问题，虽然我们Stack类中只实现了这几个符合栈逻辑的方法

但是在调用Stack中的方法时，还可以拿到父类中所有的非私有方法，这样就会导致栈并不太符合逻辑

包含方式

除了使用继承，还可以将双向链表或者动态数组作为成员变量（私有）

Stack中的方法，通过调用成员变量的方法来实现

package top.hellocode.Stack;

import top.hellocode.List.ArrayList;
import top.hellocode.List.List;

/**
 * @author HelloCode
 * @site https://www.hellocode.top
 * @date 2022年05月16日 10:44
 */
public class Stack<E> {
    private List<E> list = new ArrayList<>();
    
    // 元素的数量
    public int size() {
        return list.size();
    }

    // 是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return list.isEmpty();
    }

    // 入栈
    public void push(E element) {
        list.add(element);
    }

    // 出栈
    public E pop() {
        return list.remove(list.size() - 1);
    }

    // 获取栈顶元素
    public E top() {
        return list.get(list.size() - 1);
    }

    // 清空
    public void clear() {
        list.clear();
    }
}

用这种方式实现的栈就只能调用我们所设计的方法，符合栈逻辑。这种设计方式也是目前主流使用的一种