一、涉及的內容大綱

二、簡單介紹棧、佇列和其他資料結構的不同

1 對於其他的資料結構而言，都適用與資料庫應用中作資料記錄。但是因為棧和佇列的生命週期比那些資料庫型別的資料結構要短，所以他們只是在程式的操作期間才會建立和執行，在完成任務之後就會被銷燬。所以棧和佇列更多的是用於構思演算法的輔助工具。

2   棧和佇列的訪問是受限制的，因為在這些結構介面設計時就增強了這種受限訪問。

3   棧的主要機制可以用陣列來實現，但也可以利用連結串列來實現。在優先順序佇列中，內部的實現可以用陣列，也可以用一種特別的樹——堆來實現。

三、棧

棧的特點：只允許訪問最後插入的資料項，移除這個資料項後，才可以訪問倒數第二個插入的資料項。簡單說就是，先進後出。

棧的基礎操作：壓棧和彈棧

public class MyStack {
	//設定陣列的範圍
	private int maxSize;
	//建立陣列
	private long[] stackArray;
	//設定棧頂的位置
	private int top;
	
	//帶參構造方法，初始化各個引數
	public MyStack(int s) {
		maxSize = s;
		stackArray = new long[maxSize];
		//將棧頂的值設定為-1，為了在壓入第一個值時，棧頂正好在下標0
		top = -1;
	}
	
	/**
	 * 壓棧
	 * @param j
	 */
	public void push(long j) {
		//先對棧頂的下標值增加，然後賦給陣列
		stackArray[++top] = j;
	}
	
	/**
	 * 彈棧
	 * @return
	 */
	public long pop() {
		//先將棧頂的值彈出，再將棧頂的下標減一
		return stackArray[top--];
	}
	
	/**
	 * 返回棧頂的值
	 * @return
	 */
	public long peek() {
		return stackArray[top];
	}
	
	/**
	 * 檢查棧是否為空
	 * @return
	 */
	public boolean isEmpty() {
		return (top == -1);
	}
	
	/**
	 * 檢查棧是否已經滿了
	 * @return
	 */
	public boolean isFull() {
		return (top == maxSize - 1);
	}
}
 

測試類

/**
 * MyStack類的測試類
 */
public class StackApp {
	public static void main(String[] args) {
		MyStack ms = new MyStack(10);
		
		ms.push(10);
		ms.push(20);
		ms.push(30);
		ms.push(40);
		ms.push(50);
		
		while(!ms.isEmpty()) {
			System.out.print(ms.pop() + " ");
		}
		
		System.out.println("");
	}
}

/**
 * 執行結果:
 * 		50 40 30 20 10 
 */
 

從上面的執行結果可以看出，輸出的結果很輸入的結果順序相反。

棧的簡單運用例項1：單詞逆序

主要思想：對單詞的輸入和輸出採用棧的方式，就可以實現逆序

程式碼如下：

/**
 * 實現對單詞的逆序
 */
public class ReverseWords {
	//單詞的輸入
	private String input;
	//單詞逆序後的輸出
	private String output;
	
	//帶參構造實現資料的輸入
	public ReverseWords(String in) {
		input = in;
	}
	
	/**
	 * 單詞逆序
	 * @return
	 */
	public String Reverse() {
		//設定棧的大小
		int stackSize = input.length();
		MyStack ms = new MyStack(stackSize);
		//將輸入的每一個單詞的每個字母壓入到棧中
		for (int i = 0; i < stackSize; i++) {
			char ch = input.charAt(i);
			ms.push(ch);
		}
		
		output = "";
		//將每一個字元彈出棧中
		while(!ms.isEmpty()) {
			//long型別轉換成char型別需要進行強制轉化
			char ch = (char)ms.pop();
			output += ch;
		}
		
		//返回逆序後的單詞
		return output;
	}
}

測試類

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * 單詞逆序的測試類
 */
public class ReverseWordsApp {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		String input, output;
		while(true) {
			System.out.println("請輸入一個單詞：");
			System.out.flush();
			
			input = getString();
			
			if (input.equals("")) {
				break;
			}
			
			ReverseWords rw = new ReverseWords(input);
			output= rw.Reverse();
			System.out.println("逆序後的單詞是：" + output);
		}
	}
	
	/**
	 * 實現使用者輸入的讀取
	 * @return
	 * @throws IOException
	 */
	public static String getString() throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		String s = br.readLine();
		return s;
	}
}
/*
 * 執行結果
 * 		請輸入一個單詞：
				word
		逆序後的單詞是：drow
 */

棧的簡單運用例項2：分隔符的匹配

分隔符匹配類，程式碼如下：

/**
 * 分隔符的匹配實現
 */
public class BracketChecker {
	private String input;
	
	public BracketChecker(String in) {
		input = in;
	}
	
	public void check() {
		//設定棧的大小
		int stackSize = input.length();
		MyStack ms = new MyStack(stackSize);
		//對輸入的字串進行字元遍歷
		for (int i = 0; i < stackSize; i++) {
			char ch = input.charAt(i);
			switch(ch) {
				case '{':
				case '[':
				case '('://如果是碰到左匹配符，就壓入棧中
					ms.push(ch);
					break;
				case '}':
				case ']':
				case ')':	
					if (!ms.isEmpty()) {
						//只有棧中有左匹配符才進入進行匹配
						//將棧頂的字元彈出
						char chx = (char)ms.pop();
						if ((ch == '}' && chx != '{') || 
							(ch == ']' && chx != '[') ||
							(ch == ')' && chx != '(')) {
							//如果現在的右匹配符與彈出的左匹配符不相匹配，報錯
							System.out.println("括號匹配錯誤:" + ch + " 在 " + i);
						}
					}else {
						//說明棧中沒有任何匹配符，但有右括號需要匹配
						System.out.println("缺少左括號，右括號匹配錯誤：" + ch + " 在 " + i);
					}
					break;
				default:
					break;
			}
		}
		if(!ms.isEmpty()) {
			//如果棧中還有匹配符存在，說明左匹配符未完全被彈出，所以缺少右匹配符
			System.out.println("錯誤：缺少右匹配括號");
		}
	}
}

測試類

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 * 分隔符匹配的測試類
 */
public class BrackerApp {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		String input;
		while(true) {
			System.out.println("請輸入帶有分割符的字串：");
			System.out.flush();
			input = getString();
			if (input.equals("")) {
				break;
			}
			
			BracketChecker bc = new BracketChecker(input);
			bc.check();
		}
	}
	
	/**
	 * 實現使用者輸入的讀取
	 * @return
	 * @throws IOException
	 */
	public static String getString() throws IOException {
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		String s = br.readLine();
		return s;
	}
}
/*
 * 執行結果
 * 請輸入帶有分割符的字串：
        a{b[c(d)f]ge
        錯誤：缺少右匹配括號
 */ 

佇列