04-圖解資料結構之棧--Stack

資料結構 · 發表 2018-09-23 21:11:22

摘要：零、前言棧是一種線性的資料結構特性：僅棧頂元素可見、後進先出LIFO 操作：push入棧 pop彈棧 peek檢視棧頂元素棧.png 棧的陣列實現一、棧的介面 /** * 作者：張風捷特烈 * 時間：2018/8/...

零、前言

棧是一種線性的資料結構

特性：僅棧頂元素可見、後進先出LIFO

操作：push入棧 pop彈棧 peek檢視棧頂元素

棧.png

棧的陣列實現

一、棧的介面

/**
 * 作者：張風捷特烈
 * 時間：2018/8/17 0017:12:49
 * 郵箱：[email protected]
 * 說明：棧的介面
 */
public interface IStack<T>{
/**
* 棧元素個數
* @return棧元素個數
*/
int size();

/**
* 棧元素容積
* @return 容積
*/
int capacity();

/**
* 是否為空
* @return是否為空
*/
boolean isEmpty();

/**
* 入棧
* @param el 元素
*/
void push(T el);

/**
* 出棧
* @return 元素
*/
T pop();

/**
* 取出元素
* @return 元素
*/
T peek();
}

二、棧的陣列實現：陣列總結見第01篇

/**
 * 作者：張風捷特烈
 * 時間：2018/8/17 0017:12:56
 * 郵箱：[email protected]
 * 說明：棧的陣列實現
 */
public class ArrayGroupStack<T> implements IStack<T> {
/**
* 成員變數
*/
private ArrayGroup<T> array;

public ArrayGroupStack(int capacity) {
array = new ArrayGroup<>(capacity);
}

public ArrayGroupStack() {
array = new ArrayGroup<>();
}


@Override
public int size() {
return array.size();
}

@Override
public int capacity() {
return array.getCapacity();
}


@Override
public boolean isEmpty() {
return array.isEmpty();
}


@Override
public T pop() {
return array.removeLast();
}


@Override
public void push(T el) {
array.addLast(el);
}


@Override
public T peek() {
return array.get(size() - 1);
}

@Override
public String toString() {
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append("Stack ：");
res.append("[ ");
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
res.append(array.get(i));
if (i != array.size() - 1) {
res.append(", ");
}
}
res.append("] <--top");
return res.toString();
}

}

陣列棧測試

private static void arrayStackTest() {
ArrayGroupStack<Integer> arrayGroupStack = new ArrayGroupStack<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arrayGroupStack.push(i);
System.out.println(arrayGroupStack);
}
arrayGroupStack.pop();
arrayGroupStack.pop();
Integer peek = arrayGroupStack.peek();
System.out.println(peek);
}
//Stack ：[ 0] <--top
//Stack ：[ 0, 1] <--top
//Stack ：[ 0, 1, 2] <--top
//Stack ：[ 0, 1, 2, 3] <--top
//Stack ：[ 0, 1, 2, 3, 4] <--top
//2

三、連結串列實現棧：連結串列總結見第02篇

/**
 * 作者：張風捷特烈
 * 時間：2018/8/17 0017:22:40
 * 郵箱：[email protected]
 * 說明：棧的連結串列式集合實現
 */
public class SingleLinkedStack<E> implements IStack<E> {

private SingleLinkedGroup<E> mLinkedGroup;

public SingleLinkedStack() {
mLinkedGroup = new SingleLinkedGroup<>();
}


@Override
public int size() {
return mLinkedGroup.size();
}

@Override
public int capacity() {
return mLinkedGroup.size();
}

@Override
public boolean isEmpty() {
return mLinkedGroup.isEmpty();
}

@Override
public void push(E el) {
mLinkedGroup.addFirst(el);
}

@Override
public E pop() {
return mLinkedGroup.removeFirst();
}

@Override
public E peek() {
return mLinkedGroup.get(0);
}

@Override
public String toString() {
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append("SingleLinkedStack Stack ：");
res.append(mLinkedGroup);
return res.toString();
}
}

測試：

/**
 * 連結串列式集合實現的棧測試方法
 */
private static void linkStackTest() {
SingleLinkedStack<Integer> linkedStack = new SingleLinkedStack<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
linkedStack.push(i);
System.out.println(linkedStack);
}
linkedStack.pop();
linkedStack.pop();
Integer peek = linkedStack.peek();
System.out.println(peek);
//SingleLinkedStack Stack ：head: 0->NULL
//SingleLinkedStack Stack ：head: 1->0->NULL
//SingleLinkedStack Stack ：head: 2->1->0->NULL
//SingleLinkedStack Stack ：head: 3->2->1->0->NULL
//SingleLinkedStack Stack ：head: 4->3->2->1->0->NULL
//2
}

四、連結串列和陣列實現棧的比較

陣列棧：ArrayGroupStack測試

方法\數量 |複雜度 |1000次|10000次|10W次|100W次|1000W次

--- |---|---|---|---|---|---|---

push | O(1)|0.0011秒|0.0034秒|0.0158秒|0.0726秒|1.020秒

pop| O(1)|0.0006秒|0.0025秒|0.0085秒|0.0280秒|0.1751秒

peek | O(1)|--|--|--|--|--|

連結串列棧：SingleLinkedStack測試

方法\數量 |複雜度 |1000次|10000次|10W次|100W次|1000W次

--- |---|---|---|---|---|---|---

push | O(1)|0.0005秒|0.0027秒|0.0075秒|0.3817秒|3.1550秒

pop| O(1)|0.0004秒|0.0022秒|0.0050秒|0.0223秒|0.1267秒

peek | O(1)|--|--|--|--|--|

後記、

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[1]本文由張風捷特烈原創,各圖均由本人親自所畫，轉載請註明

[2]歡迎廣大程式設計愛好者共同交流

[3]個人能力有限，如有不正之處歡迎大家批評指證，必定虛心改正

[4]你的喜歡與支援將是我最大的動力

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