堆栈

堆栈

栈在计算机中的应用极其广泛，非常的重要。比如，递归就是依靠栈来实现的，每个浏览器都会提供一个回退之前网页的功能，这也是栈的应用。

需要注意的是，栈是一种特殊的线性表，既然是线性表，就有顺序存储结构，和链式存储结构，后面都会给出代码实现。

展示一下栈的抽象数据类型

ADT 栈（stack）Data    一种特殊的线性表，只能在尾部进行添加和删除操作Operation    InitStack()     初始化    DestoryStack()  销毁栈    ClearStack()    清空栈    StackEmpty()    检测栈是否为空    GetTop()        得到栈顶元素    Push(E e)       添加元素    Pop()           删除元素    StackLength()   返回栈的元素个数  

栈的顺序表实现代码：

public class Stack1<E>{    private static final int defLen = 20;    private Object[] data = null;    private int length;    private int size;    public Stack1(){        this.data = new Object[defLen];        this.size = defLen;        this.length = 0;    }    public Stack1(int size){        this.data = new Object[size];        this.size = size;        this.length = 0;    }    protected int getLength(){        return this.length;    }    protected int getSize(){        return this.size;    }    protected boolean empty(){        if(this.length == 0)            return true;        return false;    }    protected E peek(){        return (E) this.data[this.length - 1];    }    protected boolean push(E e){        if(this.length > this.size)            return false;        this.data[this.length] = e;        this.length++;        return true;    }    protected E pop(){         if(this.length == 0){             return null;         }         this.length--;         return (E) this.data[this.length];    }}

栈的链式存储实现代码：

public class Stack2<E>{    private class Node{        public Node(E e) {            this.e = e;        }        public Node(){        }        protected E getE() {            return e;        }        protected void setE(E e) {            this.e = e;        }        protected Node getNext() {            return next;        }        protected void setNext(Node next) {            this.next = next;        }        private E e;        private Node next;    }    private int length;    private final static int defLen = 20;    private Node head = new Node();    public Stack2() {        super();    }    protected boolean empty(){        return this.length == 0;    }    private Node get(int p){        Node node = head;        for(int i = 0;i < p;i++){            node = node.getNext();        }        return node;    }    protected E peek(){        return get(this.length).getE();    }    protected E pop(){        this.length--;        return get(this.length + 1).getE();    }    protected void push(E e){        Node n = new Node(e);        get(this.length).setNext(n);        this.length++;    } }

栈的另一个典型应用，是可以用来计算四则运算表达式，如：19+(3-1)*300+10/2

public class RPN {    private RPN(){    }    private static Stack<String> stack1 = new Stack<String>();    private static Stack<String> stack2 = new Stack<String>();    private static ArrayList<String> list2 = new ArrayList<String>();    public static int getResult(String str){        //1将字符串中的元素一个个提取出来，装进List容器中        ArrayList<String> list1 = getElem(str);        //2将得到的中缀表达式转换为后缀表达式        //2.1 遍历 list1 ，把后缀表达式装到 list2 中去        for(String s : list1){            if(sss(s)){//是符号                pushDef(s);            }else{                list2.add(s);            }        }        pushDef("end");        //3 遍历 list2 ，利用后缀表达式来求得最终的值        for(String s : list2){            if(sss(s)){                s = String.valueOf(Calc(s));            }            stack2.push(s);        }        return Integer.valueOf(stack2.peek());    }    //    /**     * 后缀表达式求值时，如果是符号，则调用此方法     * 返回的是栈顶的两个元素运算的值     */    private static int Calc(String s) {        int b = Integer.valueOf(stack2.pop());        int a = Integer.valueOf(stack2.pop());        int result = 0;        switch(s){            case"+":                result = a+b;                break;            case"-":                result = a-b;                break;            case"*":                result = a*b;                break;            case"/":                result = a/b;                break;        }        return result;    }    /**     * 中缀表达式求后缀表达式时，选择是否应该把元素压进栈中     */    private static void pushDef(String s) {        if(stack1.empty() || f1(s)){            stack1.push(s);        }        if(s.equals("end")){            while(stack1.peek().equals(null)){                list2.add(stack1.pop());            }        }    }    /**     * 中缀表达式求后缀表达式时，判断是否符合压入栈中的规则     */    private static boolean f1(String s) {        if(Getpro(s) == 3){            while(!stack1.peek().equals("(")){                list2.add(stack1.pop());            }            stack1.pop();            return false;        }        if(Getpro(s) >= Getpro(stack1.peek())){            return true;        }else{            while(!stack1.isEmpty() && Getpro(stack1.peek()) >= Getpro(s)){                list2.add(stack1.pop());            }            if(stack1.isEmpty()){                return true;            }        }        return false;    }    /**     * 返回符号对应的优先级别     */    private static int Getpro(String s) {        switch(s){            case "+":                return 1;            case "-":                return 1;            case "*":                return 2;            case "/":                return 2;            case "(":                return 1;            case ")":                return 3;        }        return -1;          }    /**     * 解析原始的表达式，放到容器中     */    private static ArrayList<String> getElem(String str){        char[] charArray = str.toCharArray();        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();        String s ="";        for(int i = 0;i < charArray.length;i++){            if(i != charArray.length - 1){                s = String.valueOf(charArray[i+1]);                if(sss(s)){                    list.add(String.valueOf(charArray[i]));                }else{                    s = String.valueOf(charArray[i]);                    if(sss(s)){                        list.add(String.valueOf(charArray[i]));                    }else{                        while((i < charArray.length-1) && (!sss(String.valueOf(charArray[i+1]))) ){                            s+=String.valueOf(charArray[i+1]);                            i++;                        }                        list.add(s);                        }                }            }else{                list.add(String.valueOf(charArray[i]));            }           }        return list;    }    /**     * 判断是否是符号     */    private static boolean sss(String s){        if(s.equals("+") || s.equals("-") || s.equals("*") || s.equals("/") || s.equals("(") || s.equals(")")){            return true;        }        return false;    }}