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基于自定义的动态数组实现一个栈（Java语言）

2019-10-25 06:59:53来源：博客园阅读 ()

基于自定义的动态数组实现一个栈（Java语言）

关于动态数组，参见我的上一篇关于动态数组的博文https://www.cnblogs.com/inu6/p/11717129.html

1.什么是栈？

（1）只能从一端添加元素，也只能从一端取出元素，这一端称为栈顶。

（2）栈是一种后进先出的数据结构

画个图：

2.栈的实现

（1）定义一个栈的接口

　接口是类的行为的抽象。

　以下行为分别为，（1）向栈内添加元素，（2）从栈中取出元素，（3）查看栈顶元素，（4）判断栈是否为空，（5）获取栈内元素的个数

public interface Stack<E> {

    void push (E e);

    E pop ();

    E peek ();

    boolean isEmpty ();

    int getSize();
}

（2）实现接口

实现类的成员变量和构造方法

public class ArrayStack<E> implements Stack<E> {

    private Array<E> array;
　　//有容量传入的构造方法
    public ArrayStack (int capacity) {
        array = new Array<>(capacity);
    }
　　//无容量传入的构造方法
    public ArrayStack () {
        array = new Array<>();
    }
}

实现接口定义的方法

//向栈中添加元素
public void push (E e) {
    array.addLast(e);
}
//向栈中取出元素
public E pop () {
    return array.removeLast();
}
//查看栈顶元素
public E peek () {
    return array.getLast();
}
//判断栈是否为空
public boolean isEmpty () {
    return array.isEmpty();
}
//查看栈中元素的个数
public int getSize(){
    return array.getSize();
}

自定义方法

 //查看栈的容量
    public int getCatacity() {
        return array.getCapacity();
    }

重写toString方法

@Override
    public String toString () {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("Stack,");
        stringBuilder.append("[");
        for (int i = 0; i < array.getSize(); i++) {
            stringBuilder.append(array.getByIndex(i));
            if (i != array.getSize() - 1) {
                stringBuilder.append(',');
            }

        }
        stringBuilder.append("] top");
        return stringBuilder.toString();
    }

3.栈的应用

leetcode第20题：有效的括号

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
注意空字符串可被认为是有效字符串。

示例 1:

输入: "()"
输出: true

示例 2:

输入: "()[]{}"
输出: true

示例 3:

输入: "(]"
输出: false

示例 4:

输入: "([)]"
输出: false

示例 5:

输入: "{[]}"
输出: true

解题思路

借助栈的后进先出的特性，来解决这个对称性比对问题。

思路：将'(' '[' '{' 装入栈中，如果遇到非这三种括号的类型，则取出栈顶元素与之比较，如果中途有不匹配的，则返回false，如果均匹配，最终栈一定是空的，返回true.

实现：（1）将字符串拆开遍历成一个个的字符型，然后进行一个If判断，如果满足，则装入栈中。

　　　（2）否则进去else子句中，在子句中，进行了4个判断语句；此处可以将这4个语句想象为4个监察，如果有一个不满足，那就不能继续下去；

　　　（3）第一个判断语句验证此时栈是否为空，如果为空，那显然是不对的，没有进行，第二，三，四个判断语句均为验证是否匹配。

　　　（4）如果能顺利的走到最后，那么进行最后一次验证，看栈里面是否为空，为空则返回true。此时整段代码跑完，证明传入的字符串符合规则。

解题代码：

public class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        ArrayStack<Character> arrayStack = new ArrayStack<>();
        for (int i = 0; i< s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (c == '{' || c =='[' || c =='(') {
                arrayStack.push(c);
            } else {
                if (arrayStack.isEmpty()) {
                    return false;
                }
    　　　　　　　//pop()方法为取出栈顶元素，并且返回元素的值
                char top = arrayStack.pop();
                if (c == '}' && top != '{') {
                    return false;
                }
                if (c == ']' && top != '[') {
                    return false;
                }
                if (c == ')' && top != '(') {
                    return false;
                }
            }

        }
        return arrayStack.isEmpty();
    }
}