数据结构——栈与队列

本文主要是介绍数据结构——栈与队列，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Java中的栈和队列都归属于Java集合类，它们是顺序表、链表概念的延申，其中栈在集合框架中作为一个实体类存在，也就是说可以直接通过new Stack来使用，而队列在集合框架中是一个接口，使用的时候必须要依靠实现了Queue接口的类来使用，比如LinkedList。下面就具体介绍以下栈和队列各自的特性以及如何自己实现它们。
一、栈
栈的特性主要就是后进先出，可以想象成把书本放入箱子里面，当我们需要取最下面的一本书的时候，肯定得先把后面放进去的处于顶上的书本取出来。
栈仅仅只支持三个操作，分别是

1. 入栈
2. 出栈
3. 取栈顶元素

下面我们就用一个ArrayList来自己实现一个栈，也就是只支持如上三个操作

public class Test  {
    public int[] arr = new int[100];
    public int size;//表示数组中的元素个数
    public void push(int val){
        //1.入栈,也就是数组尾插，
        arr[size] = val;
        size++;
    }
    public int peek(){
        //取栈顶元素，也就是后面进来的那个元素
        return arr[size-1];//size表示元素个数，size-1就表示最后一个元素的下标。
    }
    public int pop(){
        //出栈，也就是删除后面进来的那个元素
        size--;
        return arr[size-1];
    }

}

代码很简单，就是针对顺序表进行一些限制，只支持尾插、尾删、取尾部元素三个操作即可，链表亦然。

二、队列
队列的特性主要就是先进先出，可以想象成在食堂排队，在不考虑插队的情况下，先排好队的肯定会先出去。
队列也仅仅只支持三个操作，分别是

1. 入队列
2. 出队列
3. 取队首元素

下面我们也用一个Arraylist来自己实现一个队列，需要注意的是入队列的话直接尾插就好了，但是出队列需要头删，而顺序表的头删需要遍历这个顺序表，效率很低，所以此处可以利用顺序表的头部元素和尾部元素实现一个循环队列。

public class Test  {
    public int[] arr =new int[100];
    public int head = 0;//让head代表队首元素
    public int tail = 0;//让tail代表队尾元素的下一个下标
    public int size = 0;//让size代表有效元素的个数

    //1.入队列
    public void pop(int val){
        if(size==arr.length){
            //此时说明队列满了，
            return;
        }
        //当队列没满的情况下让arr[tail] = val;
        arr[tail] = val;
        tail++;
        //然后tail++。让tail始终代表队尾元素的下一个下标。
        if(tail==arr.length){
            //此时说明数组的最后一个位置也被插入了元素，tail++之后等于了数组长度
            //就让tail又从0号位置开始
            tail = 0;
        }
        size++;//每次入队列都要让size++一次。
    }

    //出队列
    public Integer peek(){
        if(size==0){//此时代表队列为空
            return null;
        }
        int val = arr[head];
        head++;
        if(head==arr.length){//此时代表head已经走到了数组的最后一个位置，并且把最后一个位置的元素也删除了
            //head++之后就等于了数组长度。
            head=0;
        }
        size--;
        return val;
    }
    //取队首元素
    public Integer pok(){
        if(size==0){//此时说明队列里面是空的。
            return null;
        }
        return arr[head];
    }

    

}

这个循环队列的优点就是可以随意的进行头插尾删，不会涉及到任何的元素搬运的问题，直接让新插入的元素覆盖掉被删除的元素即可。
如果是链表的话代码就很简单了，直接针对链表的删除与插入做出一些限制即可。

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