Java代码实现栈结构

• 栈中的数据元素遵守”后进先出”(First In Last Out)的原则，简称FILO结构。
• 限定只能在栈顶进行插入和删除操作。

• 栈顶与栈底：允许元素插入与删除的一端称为栈顶，另一端称为栈底。
• 压栈：栈的插入操作，叫做进栈，也称压栈、入栈。
• 弹栈：栈的删除操作，也叫做出栈。

• 子程序的调用
• 处理递归调用
• 表达式的转换与求值
• 二叉树的遍历
• 图形的深度优先（depth-first）搜索法

// 利用数组实现一个栈结构
public class ArrayStack {

    // 声明数组
    private T[] arr = (T[])new Object[1];
    // 栈元素初始数量
    private int num = 0;

    public ArrayStack(int size){
        this.arr = (T[])new Object[size];
    }

    // 入栈（压栈）
    public void push(T t){
        // 入栈前先判断当前栈容量是否有必要进行调整（主要是指扩容）
        addSize();
        arr[num++] = t;
    }

    // 出栈
    public T pop(){
        // 出栈时要先判断栈是否有元素
        if(isEmpty()) return null;
        T  popItem= arr[--num]; // 注意这里是--num
        arr[num] = null;        // 出栈时要将出栈的元素置空（剔除）
        // 每次pop后就判断一次是否达到缩容条件，达到条件就缩容节省空间
        subSize();
        return popItem;
    }

    // 返回栈中元素数量
    public int size(){
        return this.num;
    }

    // 判断栈是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return num == 0;
    }

    // 扩容逻辑
    private void addSize(){
        // 如果当前栈中元素数量大于或者等于数组大小就进行2倍扩容
        if(num >= arr.length){
            resize(arr.length * 2);
        }
    }

    // 缩容逻辑
    private void subSize(){
        //当前栈中元素数量小于数组大小的一半就进行1/2缩容，节省空间开销
        if(num > 0 && num < arr.length / 2){
            resize(arr.length / 2);
        }
    }

    // 调整栈容量
    private void resize(int size){
        T[] newArr = (T[])new Object[size];
        for (int i = 0; i < num; i++) {   // 注意：这里循环做元素迁移的条件需要根据栈内元素数量来所以是i < num,
            newArr[i] = arr[i];
        }
        arr = newArr;
    }

    // 测试
    public static void main(String[] args) {
        ArrayStack arrayStack = new ArrayStack<>(3);
        arrayStack.push("a");
        arrayStack.push("b");
        arrayStack.push("c");
        arrayStack.push("d");
        System.out.println(arrayStack);
        System.out.println(arrayStack.pop());
        System.out.println(arrayStack.pop());
        System.out.println(arrayStack.pop());
        System.out.println(arrayStack.pop());
        System.out.println(arrayStack.pop());
    }
}