堆栈的基本概念

Hteoapd
Hteoapd 2
1∧
(c) 一个元素入栈
Hteoapd==null (e) 最后一个元素出栈后，栈为空11
链式堆栈类的设计
链式堆栈类的设计需要用到链表的表述，所以前面学的Node类、Stack接口就成为重 要的实现依据。 Node类是实现链式结构的必须；Stack接口是保证链式堆栈具备堆栈 基本功能的保障。具体实现代码如下:
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❖ 从输入和输出数据元素的位置关系 看，堆栈的功能和一种火车调度装置的 功能类同。
火车头1
火车头2
火车头1
火车头2
(a)
(b)
(c)
这一点恰好反映了堆栈的定义特色：每一次进栈的数据都存放在当前栈顶元素 之前而成为新的栈顶；每一次出栈的元素都是当前的栈顶元素。于是：最后进 栈的元素总是最先出栈的元素——LIFO
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主要内容
❖ 4.1 堆栈 ❖ 4.2 堆栈的应用 ❖ 4.3 队列 ❖ 4.4 优先级队列
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本讲主要知识点：
● 堆栈的基本概念，堆栈的用途 ● 顺序堆栈类的设计方法，链式堆栈类的设计方法 ● 队列的基本概念，队列的用途 ● 顺序循环队列的基本实现原理，顺序循环队列的队空
和队满判断方法，顺序循环队列类的设计方法 ● 链式队列类的设计方法 ● 优先级队列的概念，优先级队列的用途，顺序优先级
（1）入栈push(obj)：把数据元素obj插入堆栈。 （2）出栈pop()：出栈, 删除的数据元素由函数返回。 （3）取栈顶数据元素getTop()：取堆栈当前栈顶的数据元 素并由函数返回。 （4）非空否notEmpty()：若堆栈非空则函数返回true，否 则函数返回false。
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堆栈抽象数据类型的Java接口定义
第四讲：堆栈和队列
堆栈和队列都是特殊的线性表。线性表、堆栈和队列三者 的数据元素以及数据元素之间的逻辑关系完全相同。差别 是：
线性表的插入和删除不受任何限制，而堆栈只能在栈顶插 入和删除数据。队列只能在队尾插入，队头删除。
堆栈和队列都可以分别用顺序存贮结构和链式存贮结构存 贮。
堆栈和队列在各种类型的软件中应用非常广泛，堆栈可以 用来完成数据序列的特定转换，队列可以作为数据元素的 缓冲存贮。
考虑到数据元素既可以整体进栈再整体出栈，还可以部分进栈，部分出栈，再 部分进栈，部分出栈，所以堆栈可以完成比较复杂的数据元素序列的转换任务！
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❖ 4.1.2 堆栈抽象数据类型
❖ １数据集合 堆栈的数据集合可以表示为a0,a1,…,an-1，每个数据元
素的数据类型可以是任意的类类型。 ❖ ２操作集合
SeqStack myStack = new SeqStack();
int test[] = {1, 3, 5, 7, 9}; int n=5;
try{ for(int i = 0; i < n; i ++) myStack.push(new Integer(test[i]));
System.out.println("当前栈顶元素为：" + myStack.getTop ());
public SeqStack(){ initiate(defaultSize);
}
public SeqStack(int sz){
initiate(sz);
}
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顺序堆栈类的测试
public class SeqStackTest{
public static void main(String[] args){
size ++;
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}
链式堆栈类的测试
public class LinStackTest{
public static void main(String[] args){
查看测试结果
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❖ 4.1.4 链式堆栈 链式存储结构的堆栈称作链式堆栈。
❖ 1 链式堆栈的存储结构 和单链表相同，链式堆栈也是由一个个结点
组成的，每个结点由两个域组成，一个是存放数 据元素的数据元素域element，另一个是存放指 向下一个结点的对象引用（即指针）域next。
堆栈有两端，插入数据元素和删除数据元素 的一端为栈顶，另一端为栈底。链式堆栈都设计 成把靠近堆栈头head的一端定义为栈顶。
public class LinStack implements Stack{
Node head; int size;
public void LinStack(){ head = null; size = 0;
}
public void push(Object obj){
head = new Node(obj, head);
}
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顺序堆栈类的设计
由于前面已经给出了堆栈的接口定义，所以设计具体的顺序堆 栈类实现了这个接口，就能使得定义的顺序堆栈类具有堆栈的 基本功能。
public class SeqStack implements Stack{ final int defaultSize = 10; int top;// Object[] stack; int maxStackSize;
public interface Stack
{
public void push(Object obj) throws
Exception;
public Object pop() throws
Exception;
public Object getTop() throws
Exception;
public boolean notEmptwenku.baidu.com();
队列的入队列和出队列操作设计方法
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4.1 堆栈
❖
4.1.1 堆栈的基本概念 堆栈（也简称作栈）是一种特殊的线性表，堆栈的
数据元素以及数据元素间的逻辑关系和线性表完全相同， 其差别是线性表允许在任意位置进行插入和删除操作，而 堆栈只允许在固定一端进行插入和删除操作。
堆栈中允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶， 另一端称为栈底。堆栈的插入和删除操作通常称为进栈或 入栈，堆栈的删除操作通常称为出栈或退栈。
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依次向链式堆栈入栈数据元素a0, a1, a2, ..., an-1后， 链式堆栈的示意图如图所示。
栈顶
栈底
head
an1
an2
...
a0 ∧
Hteoapd==null
data next
Hteoapd
1∧
(a) 栈状态为空
(b) 第一个元素入栈 Hteoapd
Hteaodp 2
1∧
(d) 一个元素出栈