Java 通过利用数组和泛型来实现堆栈。这创建了一个多功能且可重用的数据结构，该结构按照后进先出（LIFO）的原则运行。按照这个原则，元素是从顶部添加和删除的。通过利用数组作为基础，它确保了高效的内存分配和访问。此外，通过合并泛型，堆栈能够容纳不同类型的元素，从而增强其多功能性。
该实现涉及包含泛型类型参数的 Stack 类的定义。它包括基本方法，如push()、pop()、peek() 和isEmpty()。边缘情况的处理（例如堆栈溢出和下溢）对于确保无缝功能也至关重要。此实现使开发人员能够创建能够容纳 Java 中任何类型元素的堆栈。
Java 中的堆栈
在 Java 中，堆栈是一种重要的数据结构，它按照后进先出 (LIFO) 的原则运行。它表示元素的集合，其中最近添加的元素优先删除。 Java 中的栈类提供了多种有效操作元素的方法。例如，push 方法允许您将元素添加到堆栈顶部，而 pop 则删除并返回最顶层的元素。此外，peek 使您能够检索顶部元素而不删除它，并且 isEmpty 检查堆栈是否为空。
import java.util.Stack; Stackstack = new Stack<>(); stack.push(element); // Adds 'element' to the top of the stack Type topElement = stack.pop(); // Removes and returns the top element Type peekElement = stack.peek(); // Retrieves the top element without removing it boolean isEmpty = stack.isEmpty(); // Checks if the stack is empty
方法
使用数组和泛型在 Java 中实现堆栈有不同的方法，我们将深入研究这两种方法：
使用数组实现堆栈
使用泛型进行堆栈实现
使用数组实现堆栈
当使用数组在 Java 中实现堆栈时，会创建一个遵循后进先出 (LIFO) 原则的数据结构。在这种方法中，元素存储在数组中，而顶部变量用于跟踪表示堆栈中最顶层元素的索引。
堆栈类通常包含多个方法。其中包括push()，它将元素添加到堆栈的顶部，pop()，用于删除和检索最上面的元素，pe-ek()，允许您查看最上面的元素而不删除它，以及isEmpty ()，它检查堆栈是否为空。
算法
创建一个数组来存储堆栈的元素。
将名为“top”的变量初始化为-1，表示堆栈为空。
将元素压入堆栈：
检查堆栈是否已满（top == array.length - 1）。
如果堆栈未满，则将“top”变量加 1 并将元素分配给 array[top]。
从堆栈中弹出一个元素：
检查堆栈是否为空（top == -1）。
如果堆栈不为空，则从 array[top] 中检索元素并将“top”变量减 1。
示例
public class Stack {
private int[] array;
private int top;
public Stack(int capacity) {
array = new int[capacity];
top = -1;
}
public void push(int element) {
if (top == array.length - 1) {
System.out.println("Stack is full. Cannot push element.");
} else {
top++;
array[top] = element;
System.out.println("Pushed element: " + element);
}
}
public int pop() {
if (top == -1) {
System.out.println("Stack is empty. Cannot pop element.");
return -1;
} else {
int poppedElement = array[top];
top--;
System.out.println("Popped element: " + poppedElement);
return poppedElement;
}
}
public int peek() {
if (top == -1) {
System.out.println("Stack is empty. No element to peek.");
return -1;
} else {
System.out.println("Peeked element: " + array[top]);
return array[top];
}
}
public boolean isEmpty() {
return (top == -1);
}
public static void main(String[] args) {
Stack stack = new Stack(5);
stack.push(10);
stack.push(20);
stack.push(30);
stack.pop();
stack.push(40);
stack.push(50);
stack.pop();
stack.pop();
stack.pop();
stack.pop();
}
}
输出
Pushed element: 10 Pushed element: 20 Pushed element: 30 Popped element: 30 Pushed element: 40 Pushed element: 50 Popped element: 50 Popped element: 40 Popped element: 20 Popped element: 10
使用泛型进行堆栈实现
具有泛型的堆栈实现可用作通用数据结构。它允许以后进先出 (LIFO) 方式存储和检索元素，从而提供处理各种数据类型的灵活性。通过利用泛型，这种适应性强的堆栈成为一个高效的容器，能够容纳任何类型的元素，使其具有极大的通用性和可重用性。
算法
创建一个名为 Stack
的泛型类来将元素存储在堆栈中。 在Stack类内部，有一个私有数组或链表来保存这些元素。
堆栈使用分配必要内存的构造函数进行初始化。
要将元素添加到堆栈顶部，需要实现 push(element: T) 方法，该方法会增加堆栈大小并存储该元素。
类似地，实现了 pop():T 方法来从堆栈中删除并返回顶部元素，同时减小其大小。
peek(): T 方法允许检索顶部元素而不删除它。
此外， isEmpty(): boolean 方法检查堆栈是否为空，而 size(): number 返回堆栈中当前有多少元素。
示例
import java.util.ArrayList; import java.util.EmptyStackException; import java.util.List; public class Stack{ private List stack; public Stack() { stack = new ArrayList<>(); } public void push(T element) { stack.add(element); } public T pop() { if (isEmpty()) { throw new EmptyStackException(); } return stack.remove(stack.size() - 1); } public T peek() { if (isEmpty()) { throw new EmptyStackException(); } return stack.get(stack.size() - 1); } public boolean isEmpty() { return stack.isEmpty(); } public int size() { return stack.size(); } public void clear() { stack.clear(); } public static void main(String[] args) { Stack stack = new Stack<>(); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); System.out.println("Stack size: " + stack.size()); System.out.println("Top element: " + stack.peek()); while (!stack.isEmpty()) { System.out.println("Popped element: " + stack.pop()); } } }
输出
Stack size: 3 Top element: 3 Popped element: 3 Popped element: 2 Popped element: 1
结论
总之，在 Java 中使用数组和泛型来实现堆栈具有通用性和类型安全性的优点。通过合并泛型，开发人员可以创建一个名为“Stack”的泛型类，它可以容纳任何类型的元素，从而增强了实现的灵活性。这种方法确保堆栈数据结构能够适应各种场景，同时保持严格的类型约束。
stack 类使用 T[] 类型的数组来存储元素，并使用称为“top”的整数变量来跟踪最顶层的元素。它提供了push、pop、peek、isEmpty等基本方法，确保高效的堆栈操作。
开发人员可以利用此实现为特定类型创建自定义堆栈，同时受益于类型安全的优势。通过利用数组和泛型，可以在 Java 中实现健壮且高效的堆栈数据结构。
