前言:
现在你们对“java链式结构”大概比较关切,大家都需要学习一些“java链式结构”的相关知识。那么小编也在网上汇集了一些有关“java链式结构””的相关文章,希望你们能喜欢,看官们快快来了解一下吧!闻理似悟,遇境则迷
栈与队列来说也算是一种特殊的线性表,栈的特点是后进先出,队列的特点是先进先出。
栈
栈的特点是后进先出,栈的操作只有出栈和入栈(也叫压栈),除此之外,还包含栈顶与栈底的指向以及栈的长度。
因此栈的定义如下
public class ZStack { /** * 栈顶指向 */ private int top = 0; /** * 栈底指向 */ private int bottom = 0; /** * 栈长度 */ public int length = 0; /** * 栈内数据 */ private Object[] datas; /** * 栈内最大空间 */ public int MAX_SIZE = 100; /** * 出栈 * * @return */ public Object pop() { // 栈顶与栈底指向同一个位置 if (top == 0) { return null; } else { // 栈顶下移 top--; // 取出栈顶数据 Object data = datas[top]; // 栈顶置为空 datas[top] = null; length--; return data; } } /** * 入栈 * * @param o */ public void push(Object o) { if (top < MAX_SIZE){ datas[top] = o; top++; length++; }else { throw new OutOfMemoryError("栈已满,不能再加了"); } } // 初始化栈 public ZStack() { // 默认栈长度为100 datas = new Object[MAX_SIZE]; }}12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667进制转换(十进制转二进制)
将十进制转为二进制
第一步,将该数除以二,取余,将余数入栈
第二步,重复第一步,直到最后除数为0或者1
第三步,依次出栈,最后的顺序就是二进制数
例如 11转为二进制
11 %2 = 5.,…1
5 % 2 = 2…1
2 % 2 =1…0
入栈顺序 1 1 0 1,最后输出 1 0 1 1,验证一下,1 + 2 +0 +8 = 11
核心代码如下
// 初始化栈 ZStack zStack = new ZStack(); while (num > 0) { // 余数入栈 zStack.push(num % 2); num = num / 2; if (num == 1) { zStack.push(num); num = 0; } } // 出栈,打印出二进制内容 StringBuffer sb =new StringBuffer(); while (zStack.length > 0) { sb.append(zStack.pop()); }12345678910111213141516中缀表达式转后缀表达式
逆波兰表达式就是后缀表达式,举个例子吧,我们要计算1+(2-3)*4,转为后缀表达式就是 1 2 3 - 4 * +,怎么来的呢
计算规则如下:
第一步,如果是数字,直接输出
第二步,如果是表达式符号,入栈,入栈需要对符号优先级进行判断,如果当前运算符优先级小于栈顶元素,需要先出栈顶元素,然后再入栈
第三步,如果是(,直接入栈,
第四步,如果是),依次出栈,直到遇到(或者栈为空
第五步,将栈内剩余符号出栈
例子,
1>>> 栈 [],输出(1)
+>>>栈[+],输出(1)
(>>>栈[+ ,( ],输出(1)
2>>>栈[+ ,( ],输出(1 2)
->>>栈[+ ,( ,- ],输出(1 2)
3>>>栈[+ ,(, - ],输出(1 2 3)
)>>> 栈[+],输出(1 2 3 -)
× >>> 栈[+,×],输出(1 2 3 -)
4 >>> 栈[+,×],输出(1 2 3 - 4)
最后输出(1 2 3 - 4 + ×)
1+(2*3 - 4)/ 1
1>>> 栈 [],输出(1)
+>>>栈[+],输出(1)
(>>>栈[+ ,( ],输出(1)
2>>>栈[+ ,( ],输出(1 2)
× >>>栈[+ ,(,× ],输出(1 2)
3 >>>栈[+ ,(,× ],输出(1 2 3)
_ >>>栈[+ ,(,- ],输出(1 2 3 ×)注意,×出栈了
4 >>>栈[+ ,(,- ],输出(1 2 3 × 4)
) >>>栈[+ ],输出(1 2 3 × 4 -)
/ >>>栈[+ ,/ ],输出(1 2 3 × 4 -)
1>>>栈[+ ,/ ],输出(1 2 3 × 4 -1)
最后输出1 2 3 × 4 -1/+
验证
核心代码
private static String parseSuffixExpression(String next) { StringBuffer suffixSb = new StringBuffer(); char[] chars = next.toCharArray(); ZStack zStack = new ZStack(); for (int i = 0; i < chars.length; i++) { char thisChar = chars[i]; // 判断字符是否是数字,如果是数字,直接输出 if (Character.isDigit(thisChar)) { suffixSb.append(thisChar); } else if (thisChar == ')') { /** * 当入栈时是)时,栈为空时依次出栈,栈不为空依次出栈,知道遇到(停止 */ // 栈为空 if (zStack.length == 0) { zStack.push(thisChar); } else { Object pop = zStack.pop(); while (pop != null && !String.valueOf(pop).equals("(")) { suffixSb.append(pop); pop = zStack.pop(); } } } else if (thisChar == '+' || thisChar == '-') { /** * 当为+,或者-入栈时,需要与栈顶元素的优先级比较,优先级高的需要先出栈,直到遇到(或者栈为空 */ // 栈为空,直接push if (zStack.length == 0) { zStack.push(thisChar); } else { Object pop = zStack.pop(); while (pop!=null && !String.valueOf(pop).equals("(")){ suffixSb.append(pop); pop = zStack.pop(); } /** * (出栈了,需要重新入栈,重点 */ if (String.valueOf(pop).equals("(")){ zStack.push("("); } zStack.push(thisChar); } } else if (thisChar == '*' || thisChar == '/' || thisChar == '(') { /** * 为* ,/,( 直接入栈 */ zStack.push(thisChar); } else { System.err.println("输入错误"); } } /** * 输出栈内其它元素 */ while (zStack.length!=0) { suffixSb.append(zStack.pop()); } return suffixSb.toString(); }123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263RPN(逆波兰表达式)
上面介绍了中缀表达式转后缀表达式(波兰表达式),这里主要是讲波兰表达式如何计算为我们想要的值,以上面例子讲解计算规则
一句来说就是,数字入栈,遇到运算符将栈顶两个元素出栈,运算后再入栈。
例 1 2 3 × 4 -1/+
前3位数字 栈 1 2 3
× >>> 栈1 6
4 >>>> 栈 1 6 4
->>> 1 2
1>>> 1 2 1
/ >>>1 2
+ 1+2 = 3(结果)
与上图结果吻合
核心代码
/** * 逆波兰表达式计算器,输入的是一个波兰表达式 * @param next */ private static void rpn(String next) { if (!next.isEmpty()) { ZStack zStack = new ZStack(); char[] chars = next.toCharArray(); for (int i = 0; i < chars.length; i++) { char thisChar = chars[i]; // 判断字符是否是数字,如果是数字,就入栈 if (Character.isDigit(thisChar)) { zStack.push(thisChar); } else { // 先出的是后面的操作数 Double behind = Double.parseDouble(String.valueOf(zStack.pop())); Double front = Double.parseDouble(String.valueOf(zStack.pop())); switch (thisChar) { case '+': zStack.push(front + behind); break; case '-': zStack.push(front - behind); break; case '*': zStack.push(front * behind); break; case '/': if (behind == 0) { throw new NumberFormatException("被除数不能为0"); } zStack.push(front / behind); break; default: break; } } } System.out.println(next + "计算结果为:" + zStack.pop()); } }123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142
这里还有很多bug,例如,只支持10以内的计算(一个字符),还有一些特殊输入没有判断,反正我是比较满意的,哈哈。
队列
队列是一种先进先出的数据结构。就像我们在食堂打饭排队一样,每次入队列都在队尾操作,每次出队列就在队头操作。使用java代码实现如下,队列使用链式存储结构实现比较好,我这里采用的是顺序存储结构,通过队头队尾形成一个环状队列。
/** * 队列类实现(顺序存储实现) */public class ZQueue { // 当前队列长度 private int length = 0; // 队列最大长度 private int MAX_SIZE = 5; // 队列数据 private Object[] datas; /** * 队头索引 */ private int head = 0; /** * 队尾索引 */ private int tail = 0; /** * 出队列操作 * * @return */ public Object delete() { Object returnObj = new Object(); if (head == tail) { if (datas[head] == null) { System.err.println("队列已空,不能出队列"); ; } else { returnObj = datas[head]; datas[head] = null; } } else { /** * 队列头置为空,将头往后移 */ returnObj = datas[head]; datas[head] = null; head = (head + 1) % MAX_SIZE; } length--; return returnObj; } /** * 入队列操作 */ public void add(Object obj) { if (length == MAX_SIZE) { System.err.println("队列已满,不能入队"); } else { // 队尾累加,如果到顶了,头尾相接,再从头开始,形成一个循环队列 datas[tail++ % MAX_SIZE] = obj; length++; } } public ZQueue() { this.datas = new Object[MAX_SIZE]; }}1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465
主类
ZQueue zQueue = new ZQueue(); zQueue.add("1"); zQueue.add("2"); zQueue.delete(); zQueue.add("3"); zQueue.add("4"); zQueue.add("5"); zQueue.add("6"); Object delete = zQueue.delete(); zQueue.add("7");12345678910
运行结果
以上就是栈与队列相关的操作,最后附上git地址:
顺便提一个有趣的事情,昨天一前端同事问道将一堆数组平均分成3份的问题,当时我脑海里闪过通过通过快慢指针的方式,定义3个指针,一个指针每次+1,一个指针每次+2,一个指针每次+3,当走得最快的指针到达数组结尾,剩余两个指针的位置就将整个数据分成了3份,从而达到了目的。此时我也深深的感受到了算法的魅力,也坚定了我往下走的决心。
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