栈与队列(java版)

队列
Insert(n, x)
Delete(0)
栈和队列是两种操作受限的线性表， 是两种常用的数据类型。
3.1.1 栈的概念
(1) 栈是仅限制在表尾进行插入和删除操作的特 殊线性表，限制操作的表尾端称为“栈顶”, 另一 端称为“栈底”
(2) 栈是“后进先出”的线性表（LIFO）或 “先 进后出”的线性表（FILO）
return top== 0; } // 求栈数据元素个数函数 public int length( ) {
return top; } // 取栈顶元素的函数 public Object peek ( ) { if (!isEmpty()) // 栈非空
return stackElem[top-1]; // 栈顶元素 else
public Object pop();
}
顺序栈
实现此接口的方法有两种:
链栈
3.1.3 顺序栈及其基本操作的实现
1. 顺序栈
非空栈 0 1 …… n-1
stackElem a0 a1 … … an-1
maxSize-1
top=n
空栈 0 1 2 ……
maxSize-1
stackElem
……
top=0
3.1.1 栈的概念
解答：
四辆车出站的所有可能顺序为：
1）1、2、3、4； 2）1、2、4、3； 3）1、3、2、4； 4）1、3、4、2； 5）1、4、3、2；
6）2、1、3、4； 7）2、1、4、3； 8）2、3、4、1； 9）2、3、1、4 ； 10）2、4、3、1；
11）3、2、1、4； 12）3、2、4、1； 13）3、4、2、1； 14）4、3、2、1。
public interface IStack{
public void clear();
public boolean isEmpty();
public int length();
public Object peek();
public void push(Object x) throws Exception;
栈与队列(java版)
教学内容
3.1 栈 3.2 队列 3.3 栈与队列的比较 3.4 栈与队列的综合应用举例
教学重点与难点 重点：
栈、队列的特点； 栈、队列基本操作的实现算法
难点：
栈、队列的应用
通常称，栈和队列是限定插入和删 除只能在表的“端点”进行的线性表。
线性表
Insert(i, x) 0≤i≤n Delete(i) 0≤i≤n-1
进
a0 a1 a2 … an-1
出
栈底
栈顶
3.1.1 栈的概念
如下图所示的是铁路调度站形象地表 示栈的“后进先出”特点。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
3.1.1 栈的概念
思考题：
设有编号为1，2，3，4的四辆 列车，顺序进一个栈式结构的站台 ，具体写出这四辆列车开出车站的 所有可能的顺序。
3.1.2 栈的抽象数据类型描述
1.基本操作
1）栈的置空操作： clear( )
2）栈的判空操作：
isEmpty( )
3）求栈的长度：
length( )
4）取栈顶元素操作： peek( )
5）入栈操作： 6）出栈操作：
push( x ) pop( )
3.1.2 栈的抽象数据类型描述
2.栈的抽象数据类型的Java接口描述
// 输出函数(从栈顶到栈底) public void display () {
for (int i = top - 1; i >= 0; i--) System.out.print(stackElem[i].toString() + " ");
}
}
3. 顺序栈基本操作的实现
1)顺序栈的入栈操作 push (x)的实现（算法 3.1)
3.1.3 顺序栈及其基本操作的实现 1. 顺序栈 0 1 …… n-1 stackElem a0 a1 … … an-1
思考 如下问题如何描述? 栈空条件? top==0
top=n
栈满条件? top==stackElem.length
栈的长度? top
栈顶元素? stackElem[top-1]
if (top == stackElem.length) throw new Exception("栈已满");
(1) 操作要求： 插入元素x使其成为顺序栈中新的栈
顶元素。
a0 a1 … …
an-1 x
top top
1)顺序栈的入栈操作 push (x)的实现（算法 3.1) (2) 算法步骤：
a.[判断顺序栈是否为满，若满则抛出异常]
if (top == stackElem.length) throw new Exception("栈已满")
return null;
…} …
}
2. 顺序栈类的描述(见教材P71)
public class SqStack implements IStack {
……
// 入栈操作的函数 public void push( Object x) { …… }
// 出栈操作的函数 public void pop ( ) { …… }
3.1.3 顺序栈及其基本操作的实现
2.顺序栈类的描述(书P71-与P33顺序表类对照学习)
public class SqStack implements IStack {
private Object[] stackElem; private int top;
//构造一个容量为maxSize的空栈
public SqStack (int maxSize) { stackElem = new Object[maxSize];
} top = 0;
// 栈置空
public void clear( ) {
top= 0; }
} ……
2. 顺序栈类的描述(见教材P71)
pub…lic c…lass SqStack implements IStack { // 栈判空 public boolean isEmpty( ) {
b.[若栈不满，则将新元素x 压入栈顶，并修 正栈顶指针]
statckElem[top]=x; top=top+1;
statckElem[top++]=x
1)顺序栈的入栈操作 push (x)的实现（算法 3.1) (3) 算法 public void push (Object x) throws Exception {