栈是用来存储逻辑关系为 "一对一" 数据的线性存储结构

后进去先出来。

栈的存储结构中关键的在于：存与取。

栈只能从表的一端存取数据，另一端是封闭的

在栈中，无论是存数据还是取数据，都必须遵循"先进后出（LIFO）"的原则，即最先进栈的元素最后出栈。上图 的栈来说，从图中数据的存储状态可判断出，元素 1 是最先进的栈。因此，当需要从栈中取出元素 1 时，根据"先进后出"的原则，需提前将元素 3 和元素 2 从栈中取出，然后才能成功取出元素 1。

把上图的栈立起来就是这样子的（这样或许更好理解）。

实现一个栈的数据结构，使其具有以下方法：压栈、弹栈、取栈顶元素、判断栈是否为空以及获取栈中元素个数。下面是一个栈的入栈和出栈整个过程

栈的实现有两种方法，分别为采用数组来实现和采用链表来实现。下面分别详细介绍这两种方法。

数组实现分析

在采用数组来实现栈的时候，栈空间是一段连续的空间。实现思路如下图所示

从上图中可以看出，可以把数组的首元素当作栈底，同时记录栈中元素的个数size，假设数组首地址为arr，压栈的操作其实是把待压栈的元素放到数组arr[size]中，然后执行size++操作；同理，弹栈操作其实是取数组arr[size-1]元素，然后执行size--操作。根据这个原理可以非常容易实现栈。

代码实现

/*** 数组使用栈** @author tian* @date 2020/4/26*/public class MyStackDemo {   public static void main(String[] args) {       ArrayStack<Integer> stackDemo = new ArrayStack();       //入栈两个元素       stackDemo.push(1);       stackDemo.push(2);       System.out.println("栈顶元素：" + stackDemo.top());       System.out.println("栈大小：" + stackDemo.size());       stackDemo.pop();       System.out.println("栈第一次弹出元素");       stackDemo.pop();       System.out.println("栈第二次弹出元素");       stackDemo.pop();  }}class ArrayStack<T> {   private ArrayList<T> arrayList;   private int stackSize;   public ArrayStack() {       this.stackSize = 0;       this.arrayList = new ArrayList<>();  }   int size() {       return stackSize;  }   boolean isEmpty() {       return this.stackSize == 0;  }   //返回栈顶元素   T top() {       if (isEmpty()) {           return null;      }       return arrayList.get(stackSize - 1);  }   //元素出栈   T pop() {       if (stackSize > 0) {           return arrayList.get(--stackSize);      } else {           System.out.println("栈中无元素了");           return null;      }  }   //元素入栈   void push(T item) {       arrayList.add(item);       stackSize++;  }}

运行输出

链表实现

分析

在创建链表的时候经常采用一种从头结点插入新结点的方法，可以采用这种方法来实现栈，最好使用带头结点的链表，这样可以保证对每个结点的操作都是相同的，实现思路如下图所示。

在上图中，在进行压栈操作时，首先需要创建新的结点，把待压栈的元素放到新结点的数据域中，然后只需要（1）和（2）两步就实现了压栈操作（把新结点加到了链表首部）。同理，在弹栈的时候，只需要进行步骤（3）的操作就可以删除链表的第一个元素，从而实现弹栈操作。

代码实现

/*** 数组实现栈** @author tian* @date 2020/4/26*/public class NodeStackDemo<T> {   private MyNode<T> head;   public NodeStackDemo() {       this.head = new MyNode<>();       head.data = null;       head.next = null;  }   //判断栈是否为空   boolean isEmpty() {       return head == null;  }   //栈的大小   int size() {       int size = 0;       MyNode<T> p = head.next;       while (p != null) {           p = p.next;           size++;      }       return size;  }   void push(T e) {       MyNode<T> temp = new MyNode<>();       temp.data = e;       temp.next = head.next;       head.next = temp;  }   //出栈，同时返回栈顶元素   T pop() {       MyNode<T> temp = head.next;       if (temp != null) {           head.next = temp.next;           return temp.data;      }       System.out.println("占中已经不存元素了");       return null;  }   //获取栈顶元素   T top() {       if (head.next != null) {           return head.next.data;      }       System.out.println("栈中不存在元素");       return null;  }   public static void main(String[] args) {       NodeStackDemo<Integer> stackDemo = new NodeStackDemo();       stackDemo.push(1);       stackDemo.push(3);       stackDemo.push(5);       System.out.println("栈顶元素：" + stackDemo.top());       System.out.println("栈大小：" + stackDemo.size());       stackDemo.pop();       System.out.println("栈第一次弹出元素");       stackDemo.pop();       System.out.println("栈第二次弹出元素");       stackDemo.pop();       System.out.println("栈第二次弹出元素");       stackDemo.pop();  }}class MyNode<T> {   T data;   MyNode<T> next;}

运行结果

两种方法的对比

采用数组实现栈的优点：一个元素值占用一个存储空间；它的缺点：如果初始化申请的存储空间太大，会造成空间的浪费，如果申请的存储空间太小，后期会经常需要扩充存储空间，扩充存储空间是个费时的操作，这样会造成性能的下降。采用链表实现栈的优点：使用灵活方便，只有在需要的时候才会申请空间。它的缺点：除了要存储元素外，还需要额外的存储空间存储指针信息。

算法性能分析：这两种方法压栈与弹栈的时间复杂度都为O（1）。