认识栈与队列

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也许你感觉自己的努力总是徒劳无功,但不必怀疑,你每天都离顶点更进一步。今天的你离顶点还遥遥无期。但你通过今天的努力,积蓄了明天勇攀高峰的力量。加油!

栈的基本概念(Stack)

我们可以将栈理解成一个箱子
栈的示意图
往里面放东西可以叫进栈,或者压栈。将新的东西放到栈顶元素的上面,使之成为新的栈顶元素。
从里面拿东西很显然只能从最上面开始拿,叫做出栈,或者退栈。将栈顶的元素进行删除。
他的经典特性:新进后出。满足:FILO (First In Last Out)

栈的基本操作

① boolean empty(): 判断栈是否为空,若空栈则返回真;否则返回假。
② void push(E e): 进栈操作,将元素e插入到栈中作为栈顶元素。
③ E pop(): 出栈操作,并返回栈顶元素。
④ E peek():返回当前栈顶元素,不会弹出。
⑤ int search(Object o): 返回对象在栈中的位置,以1为基数

栈的应用场景

  • 括号问题的求解
  • 表达式的转换与求值
  • 函数调用和递归实现
  • 深度优先搜索遍历(DFS)

队列的基本概念(Queue)

我们可以将队列想象成一个两边流通的管子
队的结构
队列是一种只能在不同端进行插入或删除操作的线性表
插入的一端被称作队尾(rear),进行删除的一端称作队头队首(front)。
队列的插入操作,我们称为进队入队(push)。删除操作我们称为出队离队(pop)。
只能从队尾进,队首出。

队列的经典特性:先进先出。满足FIFO(First In First Out)
java中链表已经实现了 Queue接口。
注:双端队列,优先队列,循环队列这里先不深入。

队列的基本操作

① boolean add(E e):将指定的元素插入此队列(如果立即可行且不会违反容量限制),在成功时返回 true,如果当前没有可用的空间,则抛出 IllegalStateException。
② boolean offer(E e): 将指定的元素插入此队列(如果立即可行且不会违反容量限制),当使用有容量限制的队列时,此方法通常要优于 add(E),后者可能无法插入元素,而只是抛出一个异常。
③ E poll(): 获取但不移除此队列的头;如果此队列为空,则返回 null。
④ E peek(): 返回队头元素,但不弹出。
⑤ E remove(): 获取并移除此队列的头。

队列的使用场景

  • 计算机系统中各种资源的管理
  • 消息缓冲器的管理
  • 广度优先搜索遍历(BFS)

栈与队列联合辨析

两者都可以通过顺序结构和链式结构实现。
插入与删除的时间复杂度都是O(1),在空间复杂度上两者也一样。
在java中 Stack是一个类,可以直接使用。而Queue是一个接口,通常使用它的实现类LinkedList。

栈的实现:

  • 静态栈(数组)
  • 动态栈(链表)

队列的实现:

  • 静态队列(数组)
  • 动态队列(链表)

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