java 实现 stack详解及实例代码
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2024-03-13 12:48:27
栈是限制插入和删除只能在一个位置上进行的 list,该位置是 list 的末端,叫做栈的顶(top),对于栈的基本操作有 push 和 pop,前者是插入,后者是删除。...
栈是限制插入和删除只能在一个位置上进行的 list,该位置是 list 的末端,叫做栈的顶(top),对于栈的基本操作有 push 和 pop,前者是插入,后者是删除。
栈也是 fifo 表。
栈的实现有两种,一种是使用数组,一种是使用链表。
public class myarraystack<e> { private arraylist<e> list = new arraylist<>(); public void push(e e) { list.add(e); } public e pop() { return list.remove(list.size() - 1); } public e peek() { return list.get(list.size() - 1); } public boolean isempty() { return list.size() == 0; } } public class mylinkstack<e> { linkedlist<e> list = new linkedlist<>(); public void push(e e) { list.addlast(e); } public e pop() { return list.removelast(); } public e peek() { return list.getlast(); } public boolean isempty() { return list.size() == 0; } }
栈的应用
平衡符号
给定一串代码,我们检查这段代码当中的括号是否符合语法。
例如:[{()}] 这样是合法的,但是 [{]}() 就是不合法的。
如下是测试代码:
public class balancesymbol { public boolean isbalance(string string) { myarraystack<character> stack = new myarraystack<>(); char[] array = string.tochararray(); for (char ch : array) { if ("{[(".indexof(ch) >= 0) { stack.push(ch); } else if ("}])".indexof(ch) >= 0) { if (ismatching(stack.peek(), ch)) { stack.pop(); } } } return stack.isempty(); } private boolean ismatching(char peek, char ch) { if ((peek == '{' && ch == '}') || (peek == '[' && ch == ']') || (peek == '(' && ch == ')')) { return true; } return false; } public static void main(string[] args) { balancesymbol symbol = new balancesymbol(); string string = "public static void main(string[] args) {balancesymbol symbol = new balancesymbol();}"; string string2 = "public static void main(string[] args) {balancesymbol symbol = new balancesymbol([);}]"; system.out.println(symbol.isbalance(string)); system.out.println(symbol.isbalance(string2)); } }
后缀表达式
例如一个如下输入,算出相应的结果,
3 + 2 + 3 * 2 = ?
这个在计算顺序上不同会产生不同的结果,如果从左到右计算结果是 16,如果按照数学优先级计算结果是 11。
如果把上述的中缀表达式转换成后缀表达式:
3 2 + 3 2 * +
如果使用后缀表达式来计算这个表达式的值就会非常简单,只需要使用一个栈。
每当遇到数字的时候,把数字入栈。
每当遇到操作符,弹出2个元素根据操作符计算后,入栈。
最终弹出栈的唯一元素就是计算结果。
/** * 简化版本,每个操作数只一位,并且假设字符串合法 */ public class postfixexpression { public static int calculate(string string) { myarraystack<string> stack = new myarraystack<>(); char[] arr = string.tochararray(); for (char ch : arr) { if ("0123456789".indexof(ch) >= 0) { stack.push(ch + ""); } else if ("+-*/".indexof(ch) >= 0) { int a = integer.parseint(stack.pop()); int b = integer.parseint(stack.pop()); if (ch == '+') { stack.push((a + b) + ""); } else if (ch == '-') { stack.push((a - b) + ""); } else if (ch == '*') { stack.push((a * b) + ""); } else if (ch == '/') { stack.push((a / b) + ""); } } } return integer.parseint(stack.peek()); } public static void main(string[] args) { system.out.println(calculate("32+32*+")); } }
中缀表达式转换成后缀表达式
假设只运行 +,-,*,/,() 这几种表达式。并且表达式合法。
a + b * c - (d * e + f) / g 转换后的后缀表达式如下:
a b c * + d e * f + g / -
使用栈中缀转后缀步骤如下:
- 当读到操作数立即把它输出
- 如果遇到操作符入栈,如果遇到的左括号也放到栈中
- 如果遇到右括号,就开始弹出栈元素,直到遇到对应的左括号,左括号只弹出不输出。
- 如果遇到其他符号,那么从栈中弹出栈元素知道发现优先级更低的元素为止。
import java.util.hashmap; import java.util.map; public class expressionswitch { private static map<character, integer> map = new hashmap<character, integer>(); static { map.put('+', 0); map.put('-', 1); map.put('*', 2); map.put('/', 3); map.put('(', 4); } private static char[][] priority = { // 当前操作符 // + - * / ( /* 栈 + */{ '>', '>', '<', '<', '<'}, /* 顶 - */{ '>', '>', '<', '<', '<'}, /* 操 * */{ '>', '>', '>', '>', '<'}, /* 作 / */{ '>', '>', '>', '>', '<'}, /* 符 ( */{ '<', '<', '<', '<', '<'}, }; public static string switch1(string string) { stringbuilder builder = new stringbuilder(); char[] arr = string.tochararray(); myarraystack<character> stack = new myarraystack<>(); for (char ch : arr) { if ("0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz".indexof(ch) >= 0) { builder.append(ch); } else if ('(' == ch) { stack.push(ch); } else if (')' == ch) { while (true && !stack.isempty()) { char tmp = stack.pop(); if (tmp == '(') { break; } else { builder.append(tmp); } } } else { while (true) { if (stack.isempty()) { stack.push(ch); break; } char tmp = stack.peek(); if (ispriorityhigh(tmp, ch)) { builder.append(stack.pop()); } else { stack.push(ch); break; } } } } while(!stack.isempty()) { builder.append(stack.pop()); } return builder.tostring(); } private static boolean ispriorityhigh(char tmp, char ch) { return priority[map.get(tmp)][map.get(ch)] == '>'; } public static void main(string[] args) { system.out.println(switch1("a+b*c-(d*e+f)/g")); } }
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