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Java栈和队列:实现及应用
2023-06-12 13:39:29 深夜i     --     --
Java栈 Java队列 数据结构

在Java编程中,栈和队列是非常重要的数据结构,可以帮助我们更加高效地处理数据。本文将介绍Java栈和队列的实现方法,并探讨它们在实际应用中的应用场景。

一、Java栈的实现

Java栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,可以通过数组或链表实现。下面是一个基于数组的Java栈的实现案例:


public class Stack {

  private Object[] elementData;

  private int size;

  public Stack(int capacity) {

    elementData = new Object[capacity];

  }

  public void push(Object obj) {

    if (size == elementData.length) {

      throw new RuntimeException("Stack is full.");

    }

    elementData[size++] = obj;

  }

  public Object pop() {

    if (size == 0) {

      throw new RuntimeException("Stack is empty.");

    }

    return elementData[--size];

  }

  public Object peek() {

    if (size == 0) {

      throw new RuntimeException("Stack is empty.");

    }

    return elementData[size - 1];

  }

  public boolean isEmpty()

    return size == 0;

  

}

二、Java队列的实现

Java队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,同样可以通过数组或链表实现。下面是一个基于链表的Java队列的实现案例:


public class Queue {

  private Node head;

  private Node tail;

  private class Node

    private Object val;

    private Node next;

  

  public void enqueue(Object obj) {

    Node newNode = new Node();

    newNode.val = obj;

    if (head == null)

      head = newNode;

      tail = newNode;

     else

      tail.next = newNode;

      tail = tail.next;

    

  }

  public Object dequeue() {

    if (head == null) {

      throw new RuntimeException("Queue is empty.");

    }

    Object val = head.val;

    head = head.next;

    if (head == null)

      tail = null;

    

    return val;

  }

  public Object peek() {

    if (head == null) {

      throw new RuntimeException("Queue is empty.");

    }

    return head.val;

  }

  public boolean isEmpty()

    return head == null;

  

}

三、栈和队列的应用场景

1.栈的应用场景

(1)计算表达式:使用栈可以方便地计算表达式中的优先级顺序。

(2)浏览器的“前进”和“后退”功能:使用两个栈分别保存浏览历史记录。

(3)括号匹配:使用栈可以判断括号是否匹配,并计算括号嵌套的深度。

2.队列的应用场景

(1)生产者消费者模型:使用队列可以实现生产者和消费者之间的数据交换。

(2)排队系统:使用队列可以实现排队等候处理机器。

(3)广度优先搜索:使用队列可以保存搜索的节点,并按照广度优先的顺序进行搜索。

四、总结

Java栈和队列是非常重要的数据结构,本文介绍了它们基于数组和链表的实现方法,并介绍了它们在实际应用中的应用场景。在开发过程中,我们可以根据实际需求选择不同的实现方式来构建栈和队列。

  
  

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