Java 堆栈

堆栈是一种线性数据结构，用于存储对象的集合。它基于先进先出(LIFO)。 Java集合框架提供了许多接口和类来存储对象的集合。其中之一是Stack类，它提供了不同的操作，例如推，弹出，搜索等。

在本节中，我们将讨论Java Stack类，其方法和实现在 Java中的堆栈数据结构程序。但是在转到Java Stack类之前，请先快速了解堆栈的工作原理。

堆栈数据结构具有两个最重要的操作，分别是push和pop。推操作将元素插入堆栈，弹出操作将元素从堆栈顶部移除。让我们看看它们如何在堆栈上工作。

让我们推20，13，89，90，

让我们删除(弹出)18， 45和11。

空堆栈:如果堆栈中没有元素，则称为空堆栈。当堆栈为空时，顶部变量的值为-1。

当我们按下堆栈中的元素顶部增加了1。在下图中，

推12，前= 0

按6，top = 1

推9，top = 2

当我们从堆栈中弹出一个元素时，top的值被减小了1。在下图中，我们弹出了9。

下表显示了不同的值

Java Stack类

在Java中，Stack是属于Collection框架的类，该类扩展了Vector类。它还实现了列表，集合，可迭代，可克隆，可序列化的接口。它表示对象的LIFO堆栈。在使用Stack类之前，我们必须导入java.util包。堆栈类按Collections框架层次结构排列，如下所示。

Stack类构造器

Stack类仅包含创建空堆栈的默认构造器。

publicStack()

创建堆栈

如果要创建堆栈，请首先导入java.util包并创建一个Stack类的对象。

Stack stk =newStack();

或

Stack stk =newStack<>();

其中的类型表示堆栈的类型，例如整数，字符串等。

堆栈类的方法

我们可以执行push，pop，peek并在堆栈上进行搜索操作。 Java Stack类主要提供五种方法来执行这些操作。除此之外，它还提供了 Java Vector类的所有方法。

方法

修饰符和类型

方法说明

empty()

boolean

该方法检查堆栈是否为空。

push(E item)

E

该方法将一个元素压入(插入)堆栈的顶部。

pop()

E

该方法从堆栈顶部删除一个元素，并返回与该函数的值相同的元素。

peek()

E

该方法在不删除堆栈的情况下查看堆栈的顶部元素。

search(Object o)

int

该方法搜索指定的对象并返回该对象的位置。

堆栈类empty()方法

Stack类的empty()方法检查堆栈是否为空与否。如果堆栈为空，则返回true，否则返回false。我们还可以使用Vector类的 isEmpty()方法。

语法

publicbooleanempty()

返回:: 如果堆栈为空，则该方法返回true，否则返回false。

在以下示例中，我们创建了Stack类的实例。之后，我们两次调用了empty()方法。第一次返回true，因为我们没有将任何元素压入堆栈。之后，我们将元素推入堆栈。再次，我们调用了empty()方法，该方法返回false，因为堆栈不为空。

StackEmptyMethodExample.java

import java.util.Stack;

publicclassStackEmptyMethodExample

{

publicstaticvoidmain(String[] args)

{

Stackstk=newStack<>();

boolean result = stk.empty();

System.out.println("Is the stack empty? " + result);

stk.push(78);

stk.push(113);

stk.push(90);

stk.push(120);

System.out.println("Elements in Stack: " + stk);

result = stk.empty();

System.out.println("Is the stack empty? " + result);

}

}

输出:

Is the stack empty?true

Elements in Stack: [78, 113, 90, 120]

Is the stack empty?false

堆栈类push()方法

该方法将一项插入到堆栈顶部。它的作用与Vector类的 addElement(item)方法相同。它传递参数item并将其压入堆栈。

语法

publicE push(E item)

参数:要推入堆栈顶部的项目。

返回值:该方法返回已传递的参数

堆栈类pop()方法

该方法删除堆栈顶部的一个对象并返回相同的对象。如果堆栈为空，则会抛出EmptyStackException。

语法

publicE pop()

返回:: 它返回位于堆栈顶部的对象。

让我们在Java程序中实现堆栈并执行推入和弹出操作。

StackPushPopExample.java

import java.util.*;

publicclassStackPushPopExample

{

publicstaticvoidmain(String args[])

{

Stack stk =newStack<>();

System.out.println("stack: " + stk);

pushelmnt(stk, 20);

pushelmnt(stk, 13);

pushelmnt(stk, 89);

pushelmnt(stk, 90);

pushelmnt(stk, 11);

pushelmnt(stk, 45);

pushelmnt(stk, 18);

popelmnt(stk);

popelmnt(stk);

try

{

popelmnt(stk);

}

catch(EmptyStackException e)

{

System.out.println("empty stack");

}

}

staticvoidpushelmnt(Stack stk, intx)

{

stk.push(new Integer(x));

System.out.println("push -> " + x);

System.out.println("stack: " + stk);

}

staticvoidpopelmnt(Stack stk)

{

System.out.print("pop -> ");

Integer x = (Integer) stk.pop();

System.out.println(x);

System.out.println("stack: " + stk);

}

}

输出:

stack: []

push ->

20

stack: [20]

push ->

13

stack: [20, 13]

push ->

89

stack: [20, 13, 89]

push ->

90

stack: [20, 13, 89, 90]

push ->

11

stack: [20, 13, 89, 90, 11]

push ->

45

stack: [20, 13, 89, 90, 11, 45]

push ->

18

stack: [20, 13, 89, 90, 11, 45, 18]

pop ->

18

stack: [20, 13, 89, 90, 11, 45]

pop ->

45

stack: [20, 13, 89, 90, 11]

pop ->

11

stack: [20, 13, 89, 90]

堆栈类peek()方法

它查看堆栈顶部的元素。如果堆栈为空，它还会引发EmptyStackException。

语法

publicE peek()

返回:它返回堆栈的顶部元素。

让我们看一下peek()方法的示例。

StackPeekMethodExample.java

import java.util.Stack;

publicclassStackPeekMethodExample

{

publicstaticvoidmain(String[] args)

{

Stack stk=newStack<>();

stk.push("Apple");

stk.push("Grapes");

stk.push("Mango");

stk.push("Orange");

System.out.println("Stack: " + stk);

String fruits = stk.peek();

System.out.println("Element at top: " + fruits);

}

}

输出:

Stack: [Apple, Grapes, Mango, Orange]

Element at the top of the stack: Orange

堆栈类search()方法

该方法从顶部开始搜索堆栈中的对象。它解析我们要搜索的参数。它返回对象在堆栈中从1开始的位置。堆栈最顶部的对象被视为距离1。

假设，o是我们要搜索的堆栈中的对象。该方法返回距堆栈顶部最近的堆栈顶部的距离。它使用equals()方法搜索堆栈中的对象。

语法

publicintsearch(Object o)

参数: o是要搜索的所需对象。

返回:它从堆栈顶部返回对象位置。如果返回-1，则表示该对象不在堆栈上。

让我们看一下search()方法的示例。

StackSearchMethodExample.java

import java.util.Stack;

publicclassStackSearchMethodExample

{

publicstaticvoidmain(String[] args)

{

Stack stk=newStack<>();

stk.push("Mac Book");

stk.push("HP");

stk.push("DELL");

stk.push("Asus");

System.out.println("Stack: " + stk);

intlocation = stk.search("HP");

System.out.println("Location of Dell: " + location);

}

}

Java堆栈操作

堆栈大小

我们还可以使用 size()方法。它返回堆栈中元素的总数(堆栈的大小)。

语法

publicintsize()

让我们看一下Vector类的size()方法的示例。

StackSizeExample.java

import java.util.Stack;

publicclassStackSizeExample

{

publicstaticvoidmain (String[] args)

{

Stack stk =newStack();

stk.push(22);

stk.push(33);

stk.push(44);

stk.push(55);

stk.push(66);

boolean rslt=stk.empty();

System.out.println("Is the stack empty or not? " +rslt);

intx=stk.size();

System.out.println("The stack size is: "+x);

}

}

输出:

Is the stack empty or not?false

The stack size is: 5

迭代元素

迭代意味着获取堆栈中的元素。我们可以使用以下三种不同的方法来获取堆栈的元素:

使用iterator()方法

使用forEach()方法

使用listIterator()方法

使用iterator()方法

这是Iterator接口的方法。它在堆栈中的元素上返回一个迭代器。在使用iterator()方法之前，请导入java.util.Iterator包。

语法

Iterator<

T>

iterator()

让我们在堆栈上执行迭代。

StackIterationExample1.java

import java.util.Iterator;

import java.util.Stack;

publicclassStackIterationExample1

{

publicstaticvoidmain (String[] args)

{

Stack stk =newStack();

stk.push("BMW");

stk.push("Audi");

stk.push("Ferrari");

stk.push("Bugatti");

stk.push("Jaguar");

Iterator iterator = stk.iterator();

while(iterator.hasNext()){

Object values = iterator.next();

System.out.println(values);

}

}

}

输出:

BMW

Audi

Ferrari

Bugatti

Jaguar

使用forEach()方法

Java提供了一个forEach()方法来迭代元素。该方法在Iterable和Stream接口中定义。

语法

defaultvoidforEach(Consumeraction)

让我们使用forEach()方法遍历堆栈。

StackIterationExample2.java

import java.util.*;

publicclassStackIterationExample2

{

publicstaticvoidmain (String[] args)

{

Stack stk =newStack<>();

stk.push(119);

stk.push(203);

stk.push(988);

System.out.println("Iteration over the stack using forEach() Method:");

stk.forEach(n ->

{

System.out.println(n);

}

);

}

}

输出:

Iteration over the stack using forEach() Method:

119

203

988

使用listIterator()方法

此方法从列表中的指定位置开始(按顺序)返回所提到列表中元素的列表迭代器。从t迭代堆栈

语法

ListIterator listIterator(intindex)

参数:该方法解析名为index的参数。

返回:此方法返回列表迭代器。

异常:: 如果索引超出范围，它将抛出IndexOutOfBoundsException。

让我们迭代

StackIterationExample3.java

import java.util.Iterator;

import java.util.ListIterator;

import java.util.Stack;

publicclassStackIterationExample3{

publicstaticvoidmain (String[] args){

Stack stk =newStack<>();

stk.push(119);

stk.push(203);

stk.push(988);

ListIterator ListIterator = stk.listIterator(stk.size());

System.out.println("Iteration over the Stack from top to bottom:");

while(ListIterator.hasPrevious()){

Integer avg = ListIterator.previous();

System.out.println(avg);

}

}

}

输出:

Iteration over the Stack from top to bottom:

988

203

119