import java.util.Arrays;
public class SequenceStack<T>
{
private int DEFAULT_SIZE = 10;
//保存数组的长度。
private int capacity;
//定义当底层数组容量不够时，程序每次增加的数组长度
private int capacityIncrement = 0;
//定义一个数组用于保存顺序栈的元素
private Object[] elementData;
//保存顺序栈中元素的当前个数
private int size = 0;
//以默认数组长度创建空顺序栈
public SequenceStack()
{
capacity = DEFAULT_SIZE;
elementData = new Object[capacity];
}
//以一个初始化元素来创建顺序栈
public SequenceStack(T element)
{
this();
elementData[0] = element;
size++;
}
/**
* 以指定长度的数组来创建顺序栈
* @param element 指定顺序栈中第一个元素
* @param initSize 指定顺序栈底层数组的长度
*/
public SequenceStack(T element , int initSize)
{
this.capacity = initSize;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
size++;
}
/**
* 以指定长度的数组来创建顺序栈
* @param element 指定顺序栈中第一个元素
* @param initSize 指定顺序栈底层数组的长度
* @param capacityIncrement 指定当顺序栈底层数组的长度不够时，底层数组每次增加的长度
*/
public SequenceStack(T element , int initSize
, int capacityIncrement)
{
this.capacity = initSize;
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
size++;
}
//获取顺序栈的大小
public int length()
{
return size;
}
//入栈
public void push(T element)
{
ensureCapacity(size + 1);
elementData[size++] = element;
}
//很麻烦，而且性能很差
private void ensureCapacity(int minCapacity)
{
//如果数组的原有长度小于目前所需的长度
if (minCapacity > capacity)
{
if (capacityIncrement > 0)
{
while (capacity < minCapacity)
{
//不断地将capacity长度加capacityIncrement，
//直到capacity大于minCapacity为止
capacity += capacityIncrement;
}
}
else
{
//不断地将capacity * 2，直到capacity大于minCapacity为止
while (capacity < minCapacity)
{
capacity <<= 1;
}
}
elementData = Arrays.copyOf(elementData , capacity);
}
}
//出栈
public T pop()
{
T oldValue = (T)elementData[size - 1];
//释放栈顶元素
elementData[--size] = null;
return oldValue;
}
//返回栈顶元素，但不删除栈顶元素
public T peek()
{
return (T)elementData[size - 1];
}
//判断顺序栈是否为空栈
public boolean empty()
{
return size == 0;
}
//清空顺序栈
public void clear()
{
//将底层数组所有元素赋为null
Arrays.fill(elementData , null);
size = 0;
}
public String toString()
{
if (size == 0)
{
return "[]";
}
else
{
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = size - 1 ; i > -1 ; i-- )
{
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2 , len).append("]").toString();
}
}
public static void main(String[] args)
{
SequenceStack<String> stack =
new SequenceStack<String>();
//不断地入栈
stack.push("aaaa");
stack.push("bbbb");
stack.push("cccc");
stack.push("dddd");
System.out.println(stack);
//访问栈顶元素
System.out.println("访问栈顶元素：" + stack.peek());
//弹出一个元素
System.out.println("第一次弹出栈顶元素：" + stack.pop());
//再次弹出一个元素
System.out.println("第二次弹出栈顶元素：" + stack.pop());
System.out.println("两次pop之后的栈：" + stack);
}
}
链式栈的实现
Java代码
public class LinkStack<T>
{
//定义一个内部类Node，Node实例代表链栈的节点。
private class Node
{
//保存节点的数据
private T data;
//指向下个节点的引用
private Node next;
//无参数的构造器
public Node()
{
}
//初始化全部属性的构造器
public Node(T data , Node next)
{
this.data = data;
this.next = next;
}
}
//保存该链栈的栈顶元素
private Node top;
//保存该链栈中已包含的节点数
private int size;
//创建空链栈
public LinkStack()
{
//空链栈，top的值为null
top = null;
}
//以指定数据元素来创建链栈，该链栈只有一个元素
public LinkStack(T element)
{
top = new Node(element , null);
size++;
}
//返回链栈的长度
public int length()
{
return size;
}
//进栈
public void push(T element)
{
//让top指向新创建的元素，新元素的next引用指向原来的栈顶元素
top = new Node(element , top);
size++;
}
//出栈
public T pop()
{
Node oldTop = top;
//让top引用指向原栈顶元素的下一个元素
top = top.next;
//释放原栈顶元素的next引用
oldTop.next = null;
size--;
return oldTop.data;
}
//访问栈顶元素，但不删除栈顶元素
public T peek()
{
return top.data;
}
//判断链栈是否为空栈
public boolean empty()
{
return size == 0;
}
//清空链栈
public void clear()
{
//将底层数组所有元素赋为null
top = null;
size = 0;
}
public String toString()
{
//链栈为空链栈时
if (empty())
{
return "[]";
}
else
{
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (Node current = top ; current != null
; current = current.next )
{
sb.append(current.data.toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2 , len).append("]").toString();
}
}
public static void main(String[] args)
{
LinkStack<String> stack =
new LinkStack<String>();
//不断地入栈
stack.push("aaaa");
stack.push("bbbb");
stack.push("cccc");
stack.push("dddd");
System.out.println(stack);
//访问栈顶元素
System.out.println("访问栈顶元素：" + stack.peek());
//弹出一个元素
System.out.println("第一次弹出栈顶元素：" + stack.pop());
//再次弹出一个元素
System.out.println("第二次弹出栈顶元素：" + stack.pop());
System.out.println("两次pop之后的栈：" + stack);
}
}
顺序队列的实现
Java代码
import java.util.Arrays;
public class SequenceQueue<T>
{
private int DEFAULT_SIZE = 10;
//保存数组的长度。
private int capacity;
//定义一个数组用于保存顺序队列的元素
private Object[] elementData;
//保存顺序队列中元素的当前个数
private int front = 0;
private int rear = 0;
//以默认数组长度创建空顺序队列
public SequenceQueue()
{
capacity = DEFAULT_SIZE;
elementData = new Object[capacity];
}
//以一个初始化元素来创建顺序队列
public SequenceQueue(T element)
{
this();
elementData[0] = element;
rear++;
}
/**
* 以指定长度的数组来创建顺序队列
* @param element 指定顺序队列中第一个元素
* @param initSize 指定顺序队列底层数组的长度
*/
public SequenceQueue(T element , int initSize)
{
this.capacity = initSize;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
rear++;
}
//获取顺序队列的大小
public int length()
{
return rear - front;
}
//插入队列
public void add(T element)
{
if (rear > capacity - 1)
{
throw new IndexOutOfBoundsException("队列已满的异常");
}
elementData[rear++] = element;
}
//移除队列
public T remove()
{
if (empty())
{
throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
}
//保留队列的rear端的元素的值
T oldValue = (T)elementData[front];
//释放队列的rear端的元素
elementData[front++] = null;
return oldValue;
}
//返回队列顶元素，但不删除队列顶元素
public T element()
{
if (empty())
{
throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
}
return (T)elementData[front];
}
//判断顺序队列是否为空队列
public boolean empty()
{
return rear == front;
}
//清空顺序队列
public void clear()
{
//将底层数组所有元素赋为null
Arrays.fill(elementData , null);
front = 0;
rear = 0;
}
public String toString()
{
if (empty())
{
return "[]";
}
else
{
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front ; i < rear ; i++ )
{
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2 , len).append("]").toString();
}
}
public static void main(String[] args)
{
SequenceQueue<String> queue = new SequenceQueue<String>();
//依次将4个元素加入队列
queue.add("aaaa");
queue.add("bbbb");
queue.add("cccc");
queue.add("dddd");
System.out.println(queue);
System.out.println("访问队列的front端元素:"
+ queue.element());
System.out.println("移除队列的front端元素:"
+ queue.remove());
System.out.println("移除队列的front端元素:"
+ queue.remove());
System.out.println("两次调用remove方法后的队列："
+ queue);
}
}
循环队列的实现
Java代码
import java.util.Arrays;
public class LoopQueue<T>
{
private int DEFAULT_SIZE = 10;
//保存数组的长度。
private int capacity;
//定义一个数组用于保存循环队列的元素
private Object[] elementData;
//保存循环队列中元素的当前个数
private int front = 0;
private int rear = 0;
//以默认数组长度创建空循环队列
public LoopQueue()
{
capacity = DEFAULT_SIZE;
elementData = new Object[capacity];
}
//以一个初始化元素来创建循环队列
public LoopQueue(T element)
{
this();
elementData[0] = element;
rear++;
}
/**
* 以指定长度的数组来创建循环队列
* @param element 指定循环队列中第一个元素
* @param initSize 指定循环队列底层数组的长度
*/
public LoopQueue(T element , int initSize)
{
this.capacity = initSize;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
rear++;
}
//获取循环队列的大小
public int length()
{
if (empty())
{
return 0;
}
return rear > front ? rear - front
: capacity - (front - rear);
}
//插入队列
public void add(T element)
{
if (rear == front
&& elementData[front] != null)
{
throw new IndexOutOfBoundsException("队列已满的异常");
}
elementData[rear++] = element;
//如果rear已经到头，那就转头
rear = rear == capacity ? 0 : rear;
}
//移除队列
public T remove()
{
if (empty())
{
throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
}
//保留队列的rear端的元素的值
T oldValue = (T)elementData[front];
//释放队列的rear端的元素
elementData[front++] = null;
//如果front已经到头，那就转头
front = front == capacity ? 0 : front;
return oldValue;
}
//返回队列顶元素，但不删除队列顶元素
public T element()
{
if (empty())
{
throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
}
return (T)elementData[front];
}
//判断循环队列是否为空队列
public boolean empty()
{
//rear==front且rear处的元素为null
return rear == front
&& elementData[rear] == null;
}
//清空循环队列
public void clear()
{
//将底层数组所有元素赋为null
Arrays.fill(elementData , null);
front = 0;
rear = 0;
}
public String toString()
{
if (empty())
{
return "[]";
}
else
{
//如果front < rear，有效元素就是front到rear之间的元素
if (front < rear)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front ; i < rear ; i++ )
{
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2 , len).append("]").toString();
}
//如果front >= rear，有效元素为front->capacity之间、0->front之间的
else
{
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front ; i < capacity ; i++ )
{
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
for (int i = 0 ; i < rear ; i++)
{
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2 , len).append("]").toString();
}
}
}
public static void main(String[] args)
{
LoopQueue<String> queue
= new LoopQueue<String>("aaaa" , 3);
//添加两个元素
queue.add("bbbb");
queue.add("cccc");
//此时队列已满
System.out.println(queue);
//删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
queue.remove();
System.out.println("删除一个元素后的队列：" + queue);
//再次添加一个元素，此时队列又满
queue.add("dddd");
System.out.println(queue);
System.out.println("队列满时的长度：" + queue.length());
//删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
queue.remove();
//再次加入一个元素，此时队列又满
queue.add("eeee");
System.out.println(queue);
}
}
链式队列的实现
Java代码
public class LinkQueue<T>
{
//定义一个内部类Node，Node实例代表链队列的节点。
private class Node
{
//保存节点的数据
private T data;
//指向下个节点的引用
private Node next;
//无参数的构造器
public Node()
{
}
//初始化全部属性的构造器
public Node(T data , Node next)
{
this.data = data;
this.next = next;
}
}
//保存该链队列的头节点
private Node front;
//保存该链队列的尾节点
private Node rear;
//保存该链队列中已包含的节点数
private int size;
//创建空链队列
public LinkQueue()
{
//空链队列，front和rear都是null
front = null;
rear = null;
}
//以指定数据元素来创建链队列，该链队列只有一个元素
public LinkQueue(T element)
{
front = new Node(element , null);
//只有一个节点，front、rear都指向该节点
rear = front;
size++;
}
//返回链队列的长度
public int length()
{
return size;
}
//将新元素加入队列
public void add(T element)
{
//如果该链队列还是空链队列
if (front == null)
{
front = new Node(element , null);
//只有一个节点，front、rear都指向该节点
rear = front;
}
else
{
//创建新节点
Node newNode = new Node(element , null);
//让尾节点的next指向新增的节点
rear.next = newNode;
//以新节点作为新的尾节点
rear = newNode;
}
size++;
}
//删除队列front端的元素
public T remove()
{
Node oldFront = front;
front = front.next;
oldFront.next = null;
size--;
return oldFront.data;
}
//访问链式队列中最后一个元素
public T element()
{
return rear.data;
}
//判断链式队列是否为空队列
public boolean empty()
{
return size == 0;
}
//清空链队列
public void clear()
{
//将front、rear两个节点赋为null
front = null;
rear = null;
size = 0;
}
public String toString()
{
//链队列为空链队列时
if (empty())
{
return "[]";
}
else
{
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (Node current = front ; current != null
; current = current.next )
{
sb.append(current.data.toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2 , len).append("]").toString();
}
}
public static void main(String[] args)
{
LinkQueue<String> queue
= new LinkQueue<String>("aaaa");
//添加两个元素
queue.add("bbbb");
queue.add("cccc");
System.out.println(queue);
//删除一个元素后
queue.remove();
System.out.println("删除一个元素后的队列：" + queue);
//再次添加一个元素
queue.add("dddd");
System.out.println("再次添加元素后的队列：" + queue);
//删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
queue.remove();
//再次加入一个元素
queue.add("eeee");
System.out.println(queue);
}
}
