使用Java数组实现栈和队列的方法与性能分析

# 1. 介绍

### 1.1 IT 栈和队列的基本概念

在计算机科学中，栈（Stack）和队列（Queue）是两种常见的数据结构。栈是一种后进先出（Last In First Out，LIFO）的数据结构，类似于一摞盘子的堆叠。而队列是一种先进先出（First In First Out，FIFO）的数据结构，就像排队购票一样。栈和队列在算法和程序设计中有着广泛的应用。

### 1.2 Java 中数组的特点及应用

在Java中，数组是一种基本的数据结构，具有固定长度、连续内存和下标访问的特点。数组可以存储相同类型的数据，并且在Java中广泛应用于各种算法和数据结构的实现中，包括栈和队列的实现。通过数组，我们可以高效地存储和访问元素，实现各种功能和操作。在本文中，我们将重点讨论使用Java数组实现栈和队列的方法及其性能分析。

# 2. 实现栈

### 2.1 使用数组实现栈的基本思路

在实现栈数据结构时，我们可以利用数组的特性来实现。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，所以我们需要在数组中维护一个指向栈顶的指针，随着数据的入栈和出栈不断更新。具体来说，入栈操作即在栈顶指针位置插入新的元素，出栈操作即取出栈顶元素并减少指针。

### 2.2 Java 中数组实现栈的代码实现

下面是使用 Java 数组实现栈的基本代码示例：

public class ArrayStack {
    private int[] data;
    private int top;
    private int maxSize;

    public ArrayStack(int size) {
        this.maxSize = size;
        this.data = new int[maxSize];
        this.top = -1;
    }

    public boolean push(int value) {
        if (top == maxSize - 1) {
            return false; // 栈满
        }
        data[++top] = value;
        return true;
    }

    public int pop() {
        if (top == -1) {
            return -1; // 栈空
        }
        return data[top--];
    }

    public int peek() {
        return data[top];
    }

    public boolean isEmpty() {
        return (top == -1);
    }

    public boolean isFull() {
        return (top == maxSize - 1);
    }
}

### 2.3 栈的 p