单向链表栈的java实现详细讲解

type

status

date

slug

summary

前言

工作之余，学习一下数据结构与算法，今天学习数据结构：“栈”。笔者有一个坏习惯，一看就会，一写就废。所以笔者准备亲自写使用单向链表实现栈

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、栈是什么？

小编的理解： 1.一串有顺序的结构 2.只能从同一个位置取出元素或者添加元素 3.不能从中间存元素或者取元素

二、实现步骤

1.定义node节点

既然要实现链表，那就必须要有两个成员变量，来表示链表的节点

下一个节点

当前节点的编号


class Node{
    public Node next;
    public int no;

    public Node(int no){this.no=no;}
    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                ", no=" + no +
                '}';
    }
}

2.栈结构的定义

要保有栈的特性，栈是有一定的容量限制，链表的头结点作为链表的指引

maxSize代表栈的空间

bottom代表的是栈底元素，固定位置


class StackLinkedList{
    public int maxSize;
    public Node bottom=new Node(0);

    //初始化
    public StackLinkedList(int maxSize){
        this.maxSize=maxSize;
    }
}

3.栈的判断

3.1判断是否已满

判断栈内空间是否已满，当栈的节点的数量和maxSize最大容量相等时，栈满


 //链表是否已满
    public boolean isFull(){
       boolean result=false;
       int size=0;
       Node temp=bottom.next;
       while (true){
           if (temp==null){
               break;
           }
           temp=temp.next;
           size++;
       }

       if (size==maxSize){
           result=true;
       }
       return result;
    }

3.2判断栈是否为空

当栈底元素没有下一个节点应用时，栈空


  //链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return bottom.next==null;
    }

4.栈的操作

4.1入栈

入栈时，需要判断栈内的元素是否已满，链表最后一个节点指向新的节点，lastNode.next=newNode；


  //入栈
    public void push(int no){
        if (isFull()){
            System.out.println("链表已满，请出栈~~~");
        }else{
            Node node=new Node(no);
            Node temp=bottom;
            while(true){
                if (temp.next==null){
                    break;
                }
                temp=temp.next;
            }
            temp.next=node;
        }
    }

4.2出栈

出栈时，需要判断栈内的元素是佛为空，被出节点前一个节点，指向null，需要被出节点的引用


 //出栈
    public int pop(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("链表为空，请入栈~~~");
        }
        Node temp=bottom;
        int num=0;
        while (temp!=null){
            if (temp.next.next==null){
                num= temp.next.no;
                temp.next=null;
                break;
            }
            temp=temp.next;
        }
        return num;
    }

5.（逆序）遍历所有栈节点

小编在这里偷了一个懒，正常的使用逻辑是先把链表的所有节点逆序遍历到新的栈中，遍历新的栈元素实现。小编的解决思路：利用java中已有Stack的特性，先进新出的原则，遍历所有节点到stack，然后出栈


  //遍历栈元素
    public void show(){
        Stack stack=new Stack();
        Node temp=bottom.next;
        while (temp!=null){
            stack.push(temp);
            temp=temp.next;
        }

        while(stack.size()>0){
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }

代码整合


package com.qf.linkedlist;

import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;

public class StackLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        StackLinkedList stack=new StackLinkedList(5);
        boolean loop=true;
        char sc=' ';
        while (loop){
            System.out.println("e 跳出循环");
            System.out.println("p 入栈");
            System.out.println("o 出栈");
            System.out.println("s 循环栈");
            Scanner systemPut=new Scanner(System.in);
            sc=systemPut.next().charAt(0);
            switch (sc){
                case 'p':
                    System.out.println("请输入数据：");
                    Scanner addNum=new Scanner(System.in);
                    int num = addNum.nextInt();
                    stack.push(num);
                    break;
                case 'o':
                    stack.pop();
                    break;
                case 's':
                    stack.show();
                    break;
                case 'e':
                    loop=false;
                    break;
                default :
                    break;
            }
        }
    }

}

class StackLinkedList{
    public int maxSize;
    public Node bottom=new Node(0);

    //初始化
    public StackLinkedList(int maxSize){
        this.maxSize=maxSize;
    }
    //链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return bottom.next==null;
    }
    //链表是否已满
    public boolean isFull(){
       boolean result=false;
       int size=0;
       Node temp=bottom.next;
       while (true){
           if (temp==null){
               break;
           }
           temp=temp.next;
           size++;
       }

       if (size==maxSize){
           result=true;
       }
       return result;
    }

    //入栈
    public void push(int no){
        if (isFull()){
            System.out.println("链表已满，请出栈~~~");
        }else{
            Node node=new Node(no);
            Node temp=bottom;
            while(true){
                if (temp.next==null){
                    break;
                }
                temp=temp.next;
            }
            temp.next=node;
        }
    }

    //出栈
    public int pop(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("链表为空，请入栈~~~");
        }
        Node temp=bottom;
        int num=0;
        while (temp!=null){
            if (temp.next.next==null){
                num= temp.next.no;
                temp.next=null;
                break;
            }
            temp=temp.next;
        }
        return num;
    }

    //遍历栈元素
    public void show(){
        Stack stack=new Stack();
        Node temp=bottom.next;
        while (temp!=null){
            stack.push(temp);
            temp=temp.next;
        }

        while(stack.size()>0){
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }
}
class Node{
    public Node next;
    public int no;

    public Node(int no){this.no=no;}
    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                ", no=" + no +
                '}';
    }
}

总结

1.栈，因为只是对一头进行操作，所以实现了先进后出的体现 2.本文使用的是链表，也可以使用数组；但是使用链表实现栈，可以做到栈容量的不确定性