栈的实现

栈的特点

栈(Stack)又称堆栈，是一种基于后进先出(LOFO)策略的集合类型。是限制在表的一端进行插入删除运算的线性表。栈可以用来在函数调用时存储断点，做递归时要用到栈。

通常将能够进行插入和删除运算的这一端称为栈顶，另一端称为栈底。当表中没有元素时称为空栈。

栈的常用运算：

Pop():弹出操作，每次删除操作。

Push():压入操作，将数据插进栈中。

isFull():判断当前栈是否是空栈。

isEmpty():判断当前栈是否已满。

Pick():得到栈顶元素的值，但不能出栈。

Size():得到当前栈中的元素个数。

栈的实现

我们通过数组来实现一个简单的栈。在顺序存储下，需要考虑堆栈的上溢。这是一种出错的状态，应该避免它。

栈的初始化：初始化一个大小为maxSize的数组，因为在栈中我们只在一端进行运算，所以我们只定义一个栈 顶。并将它初始化为-1；

入栈：先将栈顶+1，然后将数据压入栈中。

出栈：先定义一个中间变量，将栈顶指向的数据传入这个中间变量中，然后栈顶-1；

判空：当栈顶指向-1时，是空栈

判满：当栈顶指针指向maxSize-1时，栈满

得到栈顶元素：直接返回栈顶指向的数据

得到栈中元素的个数：栈顶指针减去-1；

显示栈中的数据：栈是一个数组，直接访问数组下标0到栈顶的元素

代码实现：

class ArrayStackString {

    //存储数组
    private String[] arr;

    //数组最大的容量
    private int maxSize;

    //表示栈顶指针
    private int pop;

    //初始化栈
    public ArrayStackString(int num){
        maxSize = num;
        pop = -1;
        arr = new String[maxSize];
    }

    //判满
    public boolean isFull(){
        return pop == maxSize - 1;
    }
    //判空
    public boolean isEmpty(){
        return pop == -1;
    }

    //入栈操作
    public void push(String n){
        if(isFull()){ //先要判满，避免堆栈上溢
            throw new IllegalStateException("栈已满，无法存入数据");
        }
        arr[++pop] = n;
    }

    //出栈操纵
    public String pop(){
        if(isEmpty()){ //判空，避免堆栈下溢
            throw new IllegalStateException("栈空，无法取出数据");
        }

        String result = arr[pop--];
        return result;
    }
    //栈中数据个数
    public int Size(){
        return pop - (-1);
    }
    //得到栈顶元素
    public String pick(){
        return arr[pop];
    }
    //打印栈
    public void ShowStack(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("栈空");
        }

        for (int i = 0; i <= pop ; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
        
        System.out.println();
    }
}

测试：

public static void main(String[] args) {

    ArrayStackString arrayStackString = new ArrayStackString(10);

    arrayStackString.push("a");
    arrayStackString.push("b");
    arrayStackString.push("c");
    arrayStackString.push("d");

    arrayStackString.ShowStack(); // a	b	c	d	

    arrayStackString.pop();
    System.out.println(arrayStackString.Size()); //3
    System.out.println(arrayStackString.pick()); //c

    arrayStackString.ShowStack(); //a	b	c	
}