栈与队列和数组、链表、树这几种数据结构不太一样。栈与队列主要是做为程序员的工具来使用，它们主要做为构思算法的辅助工具，而不是完全的数据存储工具。
它们的生命周期比数组那些要短得多，在程序执行期间它们才会被创建，任务执行完就会被销毁。
一 栈
栈是一种只能在一端进行插入和删除数据的数据结构，这一端被称为栈顶（top）。其特点简单来讲就是先进后出。栈的主要机制可以用数组来实现，当然也可以用链表来实现。
用数组实现栈，并完成常用操作——出栈、入栈、查看元素（只能查看栈顶元素）、判断栈是否为空等操作。
public class StackTest {
private long[] arr;
// 栈顶
private int top;
public StackTest(){
arr = new long[10];
top = -1;
}
public StackTest(int maxsize){
arr = new long[maxsize];
top = -1;
}
/**
* 添加数据
* @param value
*/
public void push(int value){
arr[++top] = value;
}
/**
* 移除数据
* @return
*/
public long pop() {
return arr[top--];
}
/**
* 查看数据
* @return
*/
public long peek(){
return arr[top];
}
public boolean isEmpty(){
return top == -1;
}
/***
* 判断是否满了
* @return
*/
public boolean isFull(){
return top == arr.length-1;
}
}
栈的所有操作复杂度都为O(1)，栈的操作不依赖栈中元素大小，栈不需要移动和比较操作。
二 队列
队列的特点是先进先出。队列也是用数组来实现。
用数组实现队列，并完成常用操作——出队、入队、查看元素、判断队列是否为空等操作。
public class QueueTest {
private long[] arr;
// 有效数据的大小
private int elements;
// 队头
private int front;
// 队尾
private int end;
public QueueTest(){
arr = new long[10];
elements = 0;
front = 0;
end = -1;
}
public QueueTest(int maxsize){
arr = new long[maxsize];
elements = 0;
front = 0;
end = -1;
}
/**
* 插入数据
* @param value
*/
public void insert(long value){
arr[++end] = value;
elements++;
}
/**
* 删除数据
* @return
*/
public long remove(){
elements--;
return arr[front++];
}
/**
* 查看数据，从对头查看
* @return
*/
public long peek(){
return arr[front];
}
/**
* 判断是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return elements == 0;
}
public boolean isFull(){
return elements == arr.length;
}
}
队列的插入、删除等操作的复杂度都为O(1)。
三 优先级队列
优先级队列和普通队列一样，也是一个队头，一个队尾，从队头移除元素，优先级队列中，数据项是有序的，这样插入数据的时候就会根据某种规则去比较，然后插入到队列合适的位置。因此，优先级队列插入的复杂度为O(N)，删除和查看元素的复杂度为O(1)。
用数组实现优先级队列，并完成常用操作——出队、入队、查看元素、判断队列是否为空等操作。
public class FirstQueueTest {
private long[] arr;
// 有效数据的大小
private int elements;
// 队头
private int front;
// 队尾
private int end;
public FirstQueueTest(){
arr = new long[10];
elements = 0;
front = 0;
end = -1;
}
public FirstQueueTest(int maxsize){
arr = new long[maxsize];
elements = 0;
front = 0;
end = -1;
}
/**
* 插入数据
* @param value
*/
public void inser(long value){
if(elements == 0){
arr[++end] = value;
elements++;
}else{
// 按某种规则进行比较，这里使用value的大小比较，按从小到大排序
for(int i = elements-1;i>=0;i--){
if(value<arr[i]){
arr[i+1] = arr[i];
arr[i] = value;
}else{
arr[i+1] = value;
break;
}
}
elements++;
end++;
}
}
/**
* 删除数据
* @return
*/
public long remove(){
elements--;
return arr[front++];
}
/**
* 查看数据，从对头查看
* @return
*/
public long peek(){
return arr[front];
}
/**
* 判断是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return elements == 0;
}
public boolean isFull(){
return elements == arr.length;
}
}
四 总结
- 栈的特点是先进后出，栈只能查看栈顶的一个元素
- 队列的特点是先进先出，只能查看队头的一个元素
- 优先级队列插入一条元素，平均需要移动2/N个元素，因此插入的复杂度为O(N)
- 栈和队列，可以用数组实现，也可以用其他数据结构实现
- 栈和队列是为了完成某些工作，手动构造的数据结构
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