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java栈与队列如何实现

栈与队列栈(Stack)是一种后进先出(lastinfirstoff,LIFO)的数据结构队列(Queue)则是一种先进先出(fisrtinfirstout,FIFO)的结构栈(Stack)栈是一种线性结构,与数组相比,栈对应的操作是数组的子集。它只能从一端添加元素,也只能从一端取出元素(这一端称之为栈顶)。Stack这种数据结构用途很广泛,在计算机的使用中,大量的运用了栈,比如编译器中的词法分析器、Java虚拟机、软件中的撤销操作(Undo)、浏览器中的回退操作,编译器中的函数调用实现等等。栈的实现接口

本文目录

    栈与队列

    1. 栈 (Stack)是一种后进先出(last in first off,LIFO)的数据结构

    2. 队列(Queue)则是一种先进先出 (fisrt in first out,FIFO)的结构

    栈 (Stack)

    栈是一种线性结构,与数组相比,栈对应的操作是数组的子集。

    它只能从一端添加元素,也只能从一端取出元素(这一端称之为栈顶)。

    Stack这种数据结构用途很广泛,在计算机的使用中,大量的运用了栈,比如编译器中的词法分析器、Java虚拟机、软件中的撤销操作(Undo)、浏览器中的回退操作,编译器中的函数调用实现等等。

    栈的实现

    接口说明复杂度
    void push(E e)向栈中加入元素O(1) 均摊
    E pop()弹出栈顶元素O(1) 均摊
    E peek()查看栈顶元素O(1)
    int getSize()获取栈中元素个数O(1)
    boolean isEmpty()判断栈是否为空O(1)

    说明:push和pop操作在最后面进行,有可能触发resize,但均摊来算是O(1)的。
    如果你想了解更多时间复杂度的分析,欢迎关注笔者后续要更新的文章:O(n)说明的是什么问题?

    栈的实现可以通过 数组 或者 链表 实现,在这里我们使用 数组来实现上述接口。

    在栈的设计中,用户只关注栈顶元素存取和栈长度,因此设计代码如下:

    java栈与队列如何实现

    读者可以使用 栈 这种数据结构去解决LeetCode上的第20号问题:有效的括号,也可以查看 每天一算:Valid Parentheses。

    队列 Queue

    队列也是一种线性数据结构,与数组相比,队列对应的操作是数组的子集。

    只能从一端 (队尾) 添加元素,只能从另一端 (队首) 取出元素。

    队列的应用可以在播放器上的播放列表,数据流对象,异步的数据传输结构(文件IO,管道通讯,套接字等)上体现,当然最直观的的就是排队了。

    队列的实现

    接口说明复杂度
    void enqueue(E e)入队O(1) 均摊
    E dequeue()出队O(n)
    E getFront()获取队首元素O(1)
    int getSize()获取队列元素个数O(1)
    boolean isEmpty()判断队列是否为空O(1)

    入队是从队尾开始,有可能触发resize,因此均摊下来是O(1)。出队是在队首,数组实现每次都要挪动所有元素,O(n)。

    java栈与队列如何实现

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