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栈是一种受限的线性数据结构,所谓受限是指栈只暴露栈顶和栈底的操作,栈的特性是先进后出。我们将栈的常用操作封装成接口,方便使用多种方法实现,例如数组、链表等。

栈的常用操作主要有,元素数量、是否为空、入栈、出栈、获取下一个出栈的元素。

java
public interface Stack<E> {
    int getSize();
    boolean isEmpty();
    void push(E e);
    E pop();
    E peek();
}

使用数组方式实现栈结构

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

    Array<E> array;

    public ArrayStack(int capacity) {
        array = new Array<>(capacity);
    }

    public ArrayStack() {
        array = new Array<>();
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return array.getSize();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return array.getSize() == 0;
    }

    @Override
    public void push(E e) {
        array.addLast(e);
    }

    @Override
    public E pop() {
        return array.removeLast();
    }

    @Override
    public E peek() {
        return array.getLast();
    }

    public int getCapacity() {
        return array.getCapacity();
    }

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

使用数组实现队列结构

队列(queue)是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表。将队列的操作封装成接口,方便后续使用其他方式进行实现,接口代码如下:

java
public interface Queue<E> {
    int getSize();
    boolean isEmpty();
    void enqueue(E e);
    E dequeue();
    E getFront();
}

编码实现

java
public class ArrayQueue<E> implements Queue<E> {

    private Array<E> array;

    public ArrayQueue(int capacity) {
        array = new Array<>(capacity);
    }

    public ArrayQueue() {
        array = new Array<>();
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return array.getSize();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return array.isEmpty();
    }

    @Override
    public void enqueue(E e) {
        array.addLast(e);
    }

    @Override
    public E dequeue() {
        return array.removeFirst();
    }

    @Override
    public E getFront() {
        return array.getFirst();
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append("Queue: ");
        res.append("front [");
        for (int i = 0; i < array.getSize(); i++) {
            res.append(array.get(i));
            if (i != array.getSize() - 1) {
                res.append(",");
            }
        }
        res.append("] tail");
        return res.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue<Integer> queue = new ArrayQueue<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            queue.enqueue(i);
            System.out.println(queue);

            if (i % 3 == 2) {
                queue.dequeue();
                System.out.println(queue);
            }
        }
    }
}