一、棧的介紹

二、棧的引入

陣列模擬棧程式碼實現(Java)：

import java.util.Scanner;

/**
 * 1.使用陣列來模擬棧
 * 2.定義一個top來表示棧，初始化為-1
 * 3.入棧的操作，當有資料加入到棧時，top++;stack[top]=data;
 * 4.出棧的操作，int value=stack[top];top--,return value
 */
public class ArrayStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //測試ArrayStack是否正確
 

        ArrayStack stack = new ArrayStack(4);
        String key = "";
        boolean loop = true; //控制是否退出選單
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while(loop){
            System.out.println("show: 表示顯示棧");
            System.out.println("exit: 退出程式");
            System.out.println(
 
"push: 表示新增資料到棧(入棧)");
            System.out.println("pop: 表示從棧取出資料(出棧)");
            System.out.println("請輸入你的選擇:");
            key = scanner.next();
            switch (key) {
                case "show":
                    stack.list();
                    break;
                case "push":
                    System.out.println(
 
"請輸入一個數：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    stack.push(value);
                    break;
                case "pop":
                    try {
                        int pop = stack.pop();
                        System.out.printf("出棧的資料是 %d\n", pop);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    loop = false;

                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程式退出~~~");
    }
}

//定義一個ArrayStack 表示棧
class ArrayStack {
    private int maxSize; //棧的大小
    private int[] stack; //陣列，陣列模擬棧，資料就放在該陣列
    private int top = -1;//top表示棧頂，初始化為-1

    //構造器
    public ArrayStack(final int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[maxSize];
    }

    //棧滿
    public Boolean isFull(){
        return top == maxSize-1;
    }

    //棧空
    public Boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }

    //入棧-push
    public void push(int value){
        if(isFull()){
            System.out.println("棧滿");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出棧-pop,將棧頂的陣列返回
    public int pop(){
        //先判斷棧是否為空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("棧空，沒有資料~");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //顯示棧的情況[遍歷棧],遍歷時，需要從棧頂開始顯示資料
    public void list(){
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("棧空，沒有資料~");
            return;
        }
        for(int i=top; i>=0; i--){
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }


}

單向連結串列模擬棧程式碼實現(Java)：

public class LinkStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkStack stack = new LinkStack();

        stack.push(3);
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(4);
        System.out.println(stack);

        System.out.println("訪問棧頂元素：" + stack.peek());

        System.out.println("第一次彈出棧頂元素：" + stack.pop());

        System.out.println("第二次彈出棧頂元素：" + stack.pop());

        System.out.println("兩次pop之後的棧：" + stack);

    }
}

class LinkStack {

    // 定義一個內部類Node，Node例項代表鏈棧的節點
    private class Node {

        // 儲存節點的資料
        private int data;
        // 指向下個節點的引用
        private Node next;
        // 無參構造器
        public Node() {
        }
        // 初始化全部屬性的構造器
        public Node(int data, Node next) {

            this.data = data;
            this.next = next;

        }

    }
    // 儲存該鏈棧的棧頂元素
    private Node top;
    // 儲存該鏈棧中已包含的節點數
    private int size;
    // 建立空鏈棧
    public LinkStack() {
        // 空鏈棧，top的值為null
        top = null;

    }

    // 以指定資料元素來建立鏈棧，該鏈棧只有一個元素
    public LinkStack(int element) {

        top = new Node(element, null);
        size++;

    }

    // 返回鏈棧的長度
    public int length() {

        return size;

    }

    // 進棧
    public void push(int element) {

        // 讓top指向新建立的元素，新元素的next引用指向原來的棧頂元素
        top = new Node(element, top);
        size++;

    }

    // 出棧
    public int pop() {

        Node oldTop = top;
        // 讓top引用指向原棧頂元素的下一個元素
        top = top.next;
        // 釋放原棧頂元素的next引用
        oldTop.next = null;
        size--;
        return oldTop.data;

    }

    // 訪問棧頂元素，但不刪除棧頂元素
    public int peek(){

        return top.data;

    }

    // 判斷鏈棧是否為空棧
    public boolean empty() {

        return size == 0;

    }

    // 清空鏈棧
    public void clear() {

        top = null;
        size = 0;

    }

    public String toString() {

        // 鏈棧為空棧時
        if (empty()) {

            return "[]";

        } else {

            StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
            for (Node current = top; current != null; current = current.next) {

                sb.append(current.data + ", ");

            }

            int len = sb.length();
            return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
        }

    }

}

三、棧的應用場景