Java 栈（Stack）的数据实现方式：剖析效率与灵活的存储空间

见解分享

2024-01-13 20:25:59

Java栈：探索数据实现方式以优化效率和灵活性

简介

栈在计算机科学中是一个至关重要的数据结构，它遵循“后进先出”（LIFO）原则。这意味着最后放入栈中的元素将首先被取出。栈在各种应用中广泛使用，包括函数调用、编译器和操作系统。

在Java语言中，栈的数据结构可以通过数组和链表两种方式实现。每种方式都有其独特的优点和缺点，在选择时应考虑特定应用程序的需求。

使用数组实现Java栈

使用数组实现Java栈是最直接有效的方式。数组是一个连续的内存块，其中每个元素都由一个索引标识。这种结构允许通过索引快速访问元素。

代码示例：

public class StackArray {

    private int[] array;
    private int top;

    public StackArray(int capacity) {
        array = new int[capacity];
        top = -1;
    }

    // 入栈操作
    public void push(int data) {
        if (top == array.length - 1) {
            throw new StackOverflowError();
        }
        array[++top] = data;
    }

    // 出栈操作
    public int pop() {
        if (top == -1) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        return array[top--];
    }

    // 查看栈顶元素
    public int peek() {
        if (top == -1) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        return array[top];
    }

    // 检查栈是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }
}

使用链表实现Java栈

使用链表实现Java栈提供了一种更灵活的方法。链表是一种由节点组成的集合，每个节点包含数据和指向下一个节点的链接。这意味着栈中的元素可以存储在不同的内存位置，无需连续的内存块。

代码示例：

public class StackLinkedList {

    private Node top;

    // 入栈操作
    public void push(int data) {
        Node newNode = new Node(data);
        newNode.setNext(top);
        top = newNode;
    }

    // 出栈操作
    public int pop() {
        if (top == null) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        int data = top.getData();
        top = top.getNext();
        return data;
    }

    // 查看栈顶元素
    public int peek() {
        if (top == null) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        return top.getData();
    }

    // 检查栈是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return top == null;
    }

    private class Node {

        private int data;
        private Node next;

        public Node(int data) {
            this.data = data;
        }

        // ... Getter and setter methods ...
    }
}