数组实现栈与队列的Java示例

在IT编程领域，手撕代码是一种通过直接编写底层实现来学习和理解数据结构和算法的方式。本篇内容主要关注了两个常见的基础数据结构：栈和队列的实现，使用Java语言进行示例。 首先，我们来看栈（Stack）的实现。栈是一种后进先出（LIFO，Last In First Out）的数据结构，具有三个核心操作：压栈（push）、弹栈（pop）以及查看栈顶元素但不弹出（peek）。在这个`Stack`类中，有以下几个关键属性： 1. `data`数组：用于存储栈中的元素。 2. `size`：表示栈的最大容量。 3. `top`：记录栈顶元素的索引，初始化为-1，表示空栈。 `Stack`类的构造函数接受一个整数参数`size`，创建一个大小为`size`的数组，并初始化`top`为-1。`isEmpty()`方法通过检查`top`是否等于-1来判断栈是否为空；`isFull()`方法则检查`top + 1`是否等于`size`，以确定栈是否已满。`push()`方法将新元素添加到栈顶，如果栈满则返回`false`，否则更新`top`并存储元素。`pop()`方法用于移除并返回栈顶元素，若栈为空则抛出异常。`peek()`方法则是安全地查看栈顶元素，但不改变栈的状态。 接下来是队列（Queue）的实现，这里使用的是基于数组的`ArrayQueue`类。队列遵循先进先出（FIFO，First In First Out）原则，有两个主要操作：入队（enqueue）和出队（dequeue）。在这个`ArrayQueue`类中： - `data`同样是一个数组，存储队列中的元素，类型为泛型`E`，确保了通用性。 - `size`记录队列中的实际元素数量。 - `front`和`rear`分别表示队列的前端和后端。 `ArrayQueue`的构造函数初始化一个固定大小的数组，`front`和`rear`初始化为0。`add()`方法用于将元素`target`加入队尾，如果队列已满，通过调用`enlarge()`方法扩大数组容量。`enlarge()`的具体实现未在给定内容中展示，但通常会涉及创建新的大数组并将原有元素复制过去，然后更新`front`和`rear`。 总结来说，这段代码提供了使用数组实现栈和队列的基本框架，展示了如何利用Java编写数据结构的底层逻辑，这对于理解数据结构的工作原理和提升编程能力非常有益。同时，这些基础数据结构在实际编程中有着广泛的应用，如浏览器的前进后退历史、消息队列系统等。通过手撕代码的方式，程序员可以更深入地掌握这些核心概念，并能在实际项目中灵活运用。