k:特殊的线性表—栈

栈(Stack):

 栈是一种特殊的线性表,栈中的数据元素以及数据元素之间的逻辑关系和线性表相同,两者之间的差别在于:线性表的插入和删除操作可以在表的任意位置进行,而栈的插入和删除操作只允许在表的尾端进行。其中,允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。通常,将元素插入栈的操作叫做入栈(push),而将元素从栈中进行删除并返回的操作叫做出栈(pop)。栈可以看成是一种受限的特殊的线性表,特殊性体现在它的插入和删除操作都是控制在线性表的一端进行的。其是一种后进先出(Last In First Out,LIFO)或者先进后出(First In Last Out,FILO)的线性表。

栈的API相关的接口(java):

public interface Stack<T>
{
    public abstract void clear();//将一个已存在的栈置空
    public abstract boolean isEmpty();//判断栈是否为空
    public abstract int length();//返回栈中数据元素的个数
    public abstract T peek();//读取栈顶元素并返回其值,但是不将栈顶的值从栈中进行删除,若栈为空,返回null
    public abstract void push(T x)throws Exception;//将数据元素x压入栈顶
    public abstract T pop();//删除并返回栈顶元素
}

 ps:对于栈,其是逻辑结构中线性结构的一种,其可以采用顺序存储结构和链式存储结构。采用顺序存储结构的栈称为顺序栈,采用链式存储结构的栈称为链栈。

 对于栈的实现,其可以通过改进的线性表对象直接进行实现,只要将相应的插入删除和返回值的操作约束在一端进行即可(对于链栈的实现,一般将其约束在头部进行入栈和出栈操作会节约栈的操作的时间复杂度),此处便不再对其进行实现。其中,通过此方式实现的顺序栈,所有的操作时间复杂度均为O(1),对于链栈其所有操作的时间复杂度也为O(1)(对于求取长度的操作,书上有些实现的时间复杂度是O(n),但是,实际上只要再加入一个变量对栈的长度在元素出入栈的时候进行统计,即可实现时间复杂度为O(1)的操作)
在java中,其栈可以直接采用Stack a=new Stack();(其中T为泛型变量)的方式进行对象的创建,其相应的类在java.util包中。

链栈和顺序栈的比较:

 对于链栈和顺序栈,其栈的所有操作时间复杂度均为O(1),其似乎并没有什么区别。但是,链栈有一个明显的优点,便是可以动态的对元素进行添加和删除,而不需要整体移动栈中的元素。而对于顺序栈,由于其数组的大小有一个容量的限制,为此,在超过数组长度的情况下,进行括容时,需要将其原先数组的全部元素完全的复制到增加了长度的数组中,从而时间上会比链栈的操作的长。对于链栈而言,其不如顺序栈的一点在于空间的浪费上要大于顺序栈,因为其除了要存储数据元素的值之外,还要存储下对应的指向下一个节点的指针。总体而言,个人感觉使用链栈会更加好一点。当然,顺序栈肯定也有其特点,不然其也不会存在(相信存在即合理),也可能只是个人没有想到而言,以后想到了再回更。

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posted @ 2018-01-05 17:01  林学徒  阅读(...)  评论(...编辑  收藏