准备工作
工具:idea+jdk8
技术要求:java基础语法
编码环节
首先,我们得先确定下来,用什么数据来模拟栈的操作。由于是一个一个的元素放入栈里面,我们可以考虑用数组来实现。
以上是Java官方文档中的栈定义,我们也只需要实现三个方法:判断是否为空、移除栈顶对象、添加元素到栈的尾部
所以我们事先得定义一个数组:
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Objects[] arr;
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数组定义好了之后呢,想想,我们怎么去获取到栈尾部或者栈首的元素呢?还记得数组的索引吗?可以用索引来假设为栈的指针。所以,我们还得定义好栈的元素个数和栈的默认长度以及默认的指针:
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private int stackLength = 4 ; // 数组的默认长度
private int size; // 记住栈容器的元素个数
private int index = - 1 ; // 操作数组下标位置的指针
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为什么这儿指向的是-1呢?我们知道,数组的第一个元素是索引为0,那么-1的意思就是不指向任何元素。待会儿我们在用的时候再去指向他。
然后,我们还得定义出数组的初始化。以及初始化的长度。参考官方文档的写法,当栈的长度满了之后我们就对栈长度进行1.5倍的扩容。我们就单独提取出一个方法来放置;
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/**
* 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容
*/
private void capacity() {
// 数组初始化
if ( this .arr == null ) {
this .arr = new Object[ this .stackLength];
}
// 以1.5倍对数组扩容
if ( this .size - ( this .stackLength - 1 ) >= 0 ) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值
this .stackLength = this .stackLength + ( this .stackLength >> 1 ); // 位运算,让长度变成原来的1/2
this .arr = Arrays.copyOf( this .arr, this .stackLength); // 复制一个新的数组,用新开辟的长度
}
}
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push方法
如何给栈添加元素?我们要考虑的地方:指针向右移动一位,也就是说指针要+1。其次,添加完元素之后,栈元素的长度发生了变化,size+1 。
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public E push(E item){
// 先初始化数组
this .capacity();
// 添加元素
this .arr[++index] = item;
// 记录元素个数加一
this .size++;
return item;
}
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pop方法
pop方法主要是用来移除栈顶的元素。
先分析一下思路:我们要用index去指向栈顶的元素,该怎么去指定?
删除之后,对应的size长度该怎么去改变?
我们知道,当元素添加了之后,index会跟着改变,那么就好比我们添加了三个元素,此时的index应该就是指向的2。那就好办了。
当移除的时候,我们只需要让index–来操作就能解决问题;看代码:
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/**
* 获取栈顶元素
*
* @return
*/
public E pop() {
// 如果栈容器中没有元素则抛出异常
if ( this .index == - 1 ) {
throw new EmptyStackException();
}
// 记录元素个数
this .size--;
// 返回栈顶元素
System.out.println( "删除元素之前的当前下标:" +index);
return (E) this .arr[index--];
}
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empty方法
判断栈是否为空,这很简单。直接判断当前的size是不是0就能解决:
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public boolean empty(){
return this .index== 0 ? true : false ;
}
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全部代码
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package com.zxy;
import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;
/**
* @Author Zxy
* @Date 2021/2/2 20:24
* @Version 1.0
* 演示栈容器的使用
*/
public class MyStack<E> {
private Object[] arr; // 存放元素的物理结构
private int stackLength = 4 ; // 数组的默认长度
private int size; // 记住栈容器的元素个数
private int index = - 1 ; // 操作数组下标位置的指针
/**
* 判断栈容器是否为空
*/
public boolean empty() {
return this .size == 0 ? true : false ;
}
/**
* 获取栈顶元素
*
* @return
*/
public E pop() {
// 如果栈容器中没有元素则抛出异常
if ( this .index == - 1 ) {
throw new EmptyStackException();
}
// 记录元素个数
this .size--;
// 返回栈顶元素
System.out.println( "删除元素之前的当前下标:" +index);
return (E) this .arr[index--];
}
/**
* 向栈顶添加元素
*
* @param item
* @return
*/
public E push(E item) {
// 初始化数组
this .capacity();
// 向数组中添加元素
System.out.println( "添加元素之前的下标:" +index);
this .arr[++index] = item;
System.out.println( "添加元素之后的下标:" +index);
// 记录元素个数
this .size++;
return item;
}
/**
* 数组初始化或者以1.5倍容量对数组扩容
*/
private void capacity() {
// 数组初始化
if ( this .arr == null ) {
this .arr = new Object[ this .stackLength];
}
// 以1.5倍对数组扩容
if ( this .size - ( this .stackLength - 1 ) >= 0 ) { // 如果当前数组的元素个数大于了当前数组的最后一个索引值
this .stackLength = this .stackLength + ( this .stackLength >> 1 ); // 位运算,让长度变成原来的1/2
this .arr = Arrays.copyOf( this .arr, this .stackLength); // 复制一个新的数组,用新开辟的长度
}
}
public static void main(String[] args) {
MyStack<String> stack = new MyStack<>();
stack.push( "a" );
stack.push( "b" );
stack.push( "c" );
System.out.println(stack.size);
System.out.println( "当前栈顶元素:" +stack.pop());
/*System.out.println(stack.pop());
System.out.println(stack.pop());*/
}
}
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总结
本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望能够您能够关注服务器之家的更多内容!
原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_43581288/article/details/113588790