jmu-Java-PTA题解 ( 6.1-jmu-Java-05集合-01-ListIntegerStack ) 网安2312陈卓

6.1-jmu-Java-05集合-01-ListIntegerStack

问题要求

定义IntegerStack接口，该接口描述了一个存放Integer的栈的常见方法：

public Integer push(Integer item); // 如item为null，则不入栈直接返回null。否则直接入栈，然后返回item。
public Integer pop(); // 出栈，如栈为空，则返回null。
public Integer peek(); // 获得栈顶元素，如栈顶为空，则返回null。注意：不要出栈
public boolean empty(); // 如果栈为空返回true
public int size();  // 返回栈中元素数量

定义IntegerStack的实现类ArrayListIntegerStack，内部使用ArrayList存储。该类中包含：

构造方法：
在无参构造方法中新建ArrayList或者LinkedList，作为栈的内部存储。
思考：查询JDK文档，尝试说明本题到底使用哪个List实现类最好。

方法:

public String toString()       //用于输出List中的内容,可直接调用List的toString()方法。可用System.out.println(list)进行输出。

提示：
不建议使用top指针。最好直接复用List实现类中已有的方法。
pop时应将相应的元素从列表中移除。
main方法说明
建立ArrayListIntegerStack对象
输入m个值，均入栈。每次入栈均打印入栈返回结果。
输出： 栈顶元素，输出是否为空，然后输出size.
输出栈中所有元素（调用其toString()方法）
输入x，然后出栈x次，每次均打印出栈的对象。
输出:栈顶元素，输出是否为空，输出size。注意：这里的输出栈顶元素，仅输出、不出栈。
输出栈中所有元素（调用其toString()方法）。注意：返回null，也要输出。
思考：
如果使用LinkedList来实现IntegerStack，怎么实现？测试代码需要进行什么修改？

输入样例:

5
1 3 5 7 -1
2

输出样例:

1
3
5
7
-1
-1,false,5
[1, 3, 5, 7, -1]
-1
7
5,false,3
[1, 3, 5]

解题步骤

第一步：接口定义

首先，定义了一个IntegerStack接口，其中包含了栈的基本操作方法，如入栈、出栈、查看栈顶元素、判断栈是否为空以及获取栈的大小。

interface IntegerStack {
    public Integer push(Integer item);
    public Integer pop();
    public Integer peek();
    public boolean empty();
    public int size();
}

第二步：实现类

接下来，实现了一个名为ArrayListIntegerStack的类，该类实现了IntegerStack接口。

第三步：构造方法

在无参构造方法中，初始化了一个ArrayList作为栈的内部存储。

class ArrayListIntegerStack implements IntegerStack {
    private ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>();
}

第四步：方法实现

对于每个接口方法，我们都提供了具体的实现：

• push 方法将元素添加到栈顶，如果元素为null，则不添加并返回null。
• pop 方法移除并返回栈顶元素，如果栈为空，则返回null。
• peek 方法返回栈顶元素，但不移除它。
• empty 方法检查栈是否为空。
• size 方法返回栈中元素的数量。
• toString 方法用于输出栈的内容。

// ...其他方法...
@Override
public String toString() {
    return arr.toString();
}

第五步：主方法

在Main类中，我们创建了一个ArrayListIntegerStack对象，并执行了一系列操作，如入栈、出栈，并打印相关信息。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        ArrayListIntegerStack stack = new ArrayListIntegerStack();
        int m = in.nextInt();
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            Integer n = in.nextInt();
            Integer e = stack.push(n);
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println(stack.peek() + "," + stack.empty() + "," + stack.size());
        System.out.println(stack.toString());
        int x = in.nextInt();
        for (int i = 0; i < x; i++) {
            Integer e = stack.pop();
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println(stack.peek() + "," + stack.empty() + "," + stack.size());
        System.out.println(stack.toString());
    }
}

整体逻辑框架图：

整体代码：

import java.util.Scanner;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

interface IntegerStack{
    public Integer push(Integer item);
    public Integer pop();
    public Integer peek();
    public boolean empty();
    public int size();
}

class ArrayListIntegerStack implements IntegerStack{
    private static ArrayList<Integer> arr = new ArrayList<>();

    public Integer push(Integer item){
        if(item == null){
            return null;
        }else{
            arr.add(item);
        }
        return item;
    }

    public Integer pop(){
        if(arr.size() == 0){
            return null;
        }else{
            Integer e = arr.get(arr.size()-1);
            arr.remove(arr.size()-1);
            return e;
        }
    }

    public Integer peek(){
        if(arr.isEmpty()){
            return null;
        }else{
            Integer e = arr.get(arr.size()-1);
            return e;
        }
    }

    public boolean empty(){
        if(!arr.isEmpty()){
            return false;
        }else{
            return true;
        }
    }

    public int size(){
        return arr.size();
    }

    public String toString(){
        if(arr.isEmpty()){
            return "[]";
        }
        return arr.toString();
    }
}

public class Main{
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        ArrayListIntegerStack arr = new ArrayListIntegerStack();
        int m = in.nextInt();
        for(int i=0;i<m;i++){
            Integer n = in.nextInt();
            Integer e = arr.push(n);
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println(arr.peek()+","+arr.empty()+","+arr.size());
        System.out.println(arr.toString());
        int x = in.nextInt();
        for(int i=0;i<x;i++){
            Integer e = arr.pop();
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println(arr.peek()+","+arr.empty()+","+arr.size());
        System.out.println(arr.toString());
    }
}

思考

如果使用LinkedList来实现IntegerStack，实现方式将非常相似，因为LinkedList也实现了List接口。主要的不同在于内部数据结构，LinkedList在频繁的插入和删除操作中可能更高效。
对于测试代码，如果切换到LinkedList则不需要做任何修改，因为ArrayListIntegerStack类完全依赖于List接口的方法，而不是ArrayList特有的方法。