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java中使用链表的堆栈实现

在Java中,可以使用链表来实现堆栈(Stack)数据结构。堆栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,类似于一叠盘子,最后放入的盘子最先被取出。

链表是一种动态数据结构,由节点(Node)组成,每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的引用。通过将节点的引用指向前一个节点,可以实现堆栈的功能。

以下是使用链表实现堆栈的示例代码:

代码语言:txt
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public class LinkedListStack<T> {
    private Node<T> top; // 栈顶节点

    // 节点类
    private static class Node<T> {
        private T data; // 数据元素
        private Node<T> next; // 下一个节点的引用

        public Node(T data) {
            this.data = data;
        }
    }

    // 入栈操作
    public void push(T data) {
        Node<T> newNode = new Node<>(data);
        newNode.next = top;
        top = newNode;
    }

    // 出栈操作
    public T pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        T data = top.data;
        top = top.next;
        return data;
    }

    // 判断栈是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return top == null;
    }

    // 获取栈顶元素
    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new EmptyStackException();
        }
        return top.data;
    }
}

这个链表堆栈的实现具有以下特点:

  • 入栈操作(push)将新元素添加到栈顶,时间复杂度为O(1)。
  • 出栈操作(pop)将栈顶元素移除并返回,时间复杂度为O(1)。
  • 判断栈是否为空(isEmpty)的时间复杂度为O(1)。
  • 获取栈顶元素(peek)的时间复杂度为O(1)。

链表堆栈的优势在于它可以动态地增加或减少元素,不需要预先指定容量。它还可以处理任意类型的数据,而不仅限于基本数据类型。

链表堆栈的应用场景包括但不限于:

  • 表达式求值:在编译器和计算器中,可以使用堆栈来实现表达式的求值过程。
  • 括号匹配:可以使用堆栈来检查表达式中的括号是否匹配。
  • 浏览器的前进后退功能:可以使用堆栈来记录用户浏览页面的历史记录。

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