看到这句话的时候证明：此刻你我都在努力

加油陌生人

个人主页：Gu Gu Study

专栏：用Java学习数据结构系列

喜欢的一句话： 常常会回顾努力的自己，所以要为自己的努力留下足迹

喜欢的话可以点个赞谢谢了。

作者：小闭

前言

前面已经给大家讲述了顺序表和链表，那么下面就到了，栈和队列，如果我们对顺序表和链表已经熟悉的话，那么我们学习栈和队列是非常轻松的。废话不多说，我们直接进入正题。

栈

这里数据结构的栈和我们常说储存数据的栈区可不是同一个东西。那么这里的栈的具体概念是什么呢？

栈：一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除 操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO（Last In First Out） 的原则。只要读懂“后进先出”就可以了解我们的栈了。我们看一下图就懂了

从图中我们很明显就看出了，我们想要从栈中取东西，那么就要从栈顶取出，而且每次只能取出最顶的数据。

压栈：栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈，入数据在栈顶。

出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

简单描述栈的特点：栈数据的增删都是在一头进行，即在栈顶

栈的主要方法

Push：向栈中添加一个元素。Pop：移除栈顶的元素。Peek 或 Top： 返回栈顶元素但不移除它。IsEmpty ： 检查栈是否为空。Size：返回栈中元素的数量。

这么一看可能已经大致了解了栈的概念和方法了，那么我们现在就用代码使用一下栈。

<code>import java.util.Stack;

public class T {

public static void main(String[] args) {

Stack<Integer> stack=new Stack<>();

Stack<Integer> stack2=new Stack<>();

stack.push(1);

stack.push(2);

stack.push(3);

stack.push(4);

stack2.push(4);

stack2.push(5);

stack2.push(6);

stack2.push(7);

System.out.println(stack.peek());//查看栈顶的数据

//依次进行数据出栈

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

stack.addAll(stack2);

System.out.println();

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

}

}

在上面代码中给大家演示了，push，pop，peek，addall等方法，效果也是如图所示了。

重点提一下addall这个方法吧：

addall在链表和顺序表，栈，队列都是存在的，他们也是可以互相直接添加数据的。

<code>import java.util.ArrayList;

import java.util.Stack;

public class T {

public static void main(String[] args) {

Stack<Integer> stack=new Stack<>();

Stack<Integer> stack2=new Stack<>();

ArrayList<Integer> arrayList=new ArrayList<>();

arrayList.add(11);

arrayList.add(12);

arrayList.add(13);

arrayList.add(14);

stack.push(1);

stack.push(2);

stack.push(3);

stack.push(4);

stack2.push(4);

stack2.push(5);

stack2.push(6);

stack2.push(7);

System.out.println(stack.peek());//查看栈顶的数据

//依次进行数据出栈

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

stack.addAll(arrayList);

System.out.println();

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

System.out.print(stack.pop()+" ");

}

}

如上代码：在35行，我将顺序表中的数据直接添加到栈中，最后的打印结果显示表明这是可行的。

栈练习（小试牛刀）

力扣题目：给定一个只包括 <code>'('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。左括号必须以正确的顺序闭合。每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

这是一道面试题呢，大家伙可以先自己想一下解题唔。ps：既然在栈的文章出现当然可以用栈解决了。

好了下面展示答案：

<code>

class Solution {

public boolean isValid(String s) {

Stack<Character> stack=new Stack<>();

char cc;

for (int i = 0; i < s.length(); i++) {

char c=s.charAt(i);

switch (c){

case '[':

stack.push(c);

break;

case '(':

stack.push(c);

break;

case '{':

stack.push(c);

break;

case ']':

if(stack.empty()){

return false;

}

cc=stack.pop();

if(cc!='['){

return false;

}

break;

case '}':

if(stack.empty()){

return false;

}

cc=stack.pop();

if(cc!='{'){

return false;

}

break;

case ')':

if(stack.empty()){

return false;

}

cc=stack.pop();

if(cc!='('){

return false;

}

break;

default:

break;

}

}

if(stack.empty()){

return true;

}else {

return false;

}

}

}

先讲思路：

我们首先要运用一个存储字符数据的栈，然后我们遍历字符串，然后如果当前字符串为左括号类型则直接入栈，如果为右括号类型，那么我们直接从出栈取栈顶的一个左括号做匹配，如果右括号和这个左括号匹配，那么继续遍历，直至字符串遍历完毕。如果过程中发现右括号和出栈的左括号不匹配那么直接返回false，最后查看我们的栈是否为空，如果为空说明字符串里的字符确实是匹配的，否则说明字符串中的左括号多余出来了，这样的也是括号不匹配。

代码：代码中我用了switch语句，当然也可以用if else语句，我觉得switch比较明了。

然后跟思路所说左括号入栈，右括号则出一个左括号进行匹配。

队列

在Java中，队列（Queue）是一种常用的数据结构，它遵循先进先出（FIFO，First In First Out）的原则。这意味着最早添加到队列的元素将是第一个被移除的元素。队列在多种场景下都非常有用，比如任务调度、消息传递等。

还是一样只要读懂”先进先出（FIFO，First In First Out）“，那么你就可以学会队列了。

Java提供了几种队列实现：

LinkedList - 基于链表的队列实现，允许在队列的两端进行高效的插入和删除操作。LinkedList类实现了List和Deque接口，因此可以作为队列使用。ArrayDeque - 基于动态数组的双端队列实现。ArrayDeque提供了在队列两端进行快速插入和删除操作的能力，并且可以作为栈或队列使用。PriorityQueue - 一种特殊的队列，它按照元素的自然顺序或者根据提供的Comparator来决定元素的优先级，从而决定出队的顺序。BlockingQueue - 线程安全的队列，用于在任务生产者和消费者之间进行通信。BlockingQueue接口是Java并发API的一部分，提供了几种实现，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。

以下是使用LinkedList作为队列的一些基本操作示例：

import java.util.LinkedList;

import java.util.Queue;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

// 创建一个队列

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

// 向队列中添加元素

queue.add("Java");

queue.add("Python");

queue.add("C++");

// 查看队首元素但不移除

System.out.println("队首元素: " + queue.peek());

// 移除队首元素

while (!queue.isEmpty()) {

System.out.println("出队元素: " + queue.poll());

}

}

}

在这个示例中，我们创建了一个LinkedList的实例，并使用add方法向队列中添加元素。使用peek方法可以查看队首元素而不移除它。最后，我们使用poll方法在循环中移除所有元素，直到队列为空。

请注意，LinkedList和ArrayDeque都可以用来实现队列，但是ArrayDeque提供了更多的灵活性，因为它可以作为双端队列使用，允许在两端进行插入和删除操作。而PriorityQueue和BlockingQueue则提供了队列的其他变体，适用于不同的应用场景。

我们这篇文章用的是LinkedList实现队列，毕竟我们现在暂时只了解链表。

链表的主要方法

在Java中，队列（Queue）接口定义了一系列用于队列操作的方法。以下是一些基本的队列操作方法：

boolean add(E e) - 向队列添加一个元素。如果成功，返回true；如果没有足够空间，则抛出IllegalStateException。boolean offer(E e) - 向队列添加一个元素。如果成功，返回true；如果没有足够空间，返回false。E remove() - 移除并返回队列头部的元素。如果队列为空，则抛出NoSuchElementException。E poll() - 移除并返回队列头部的元素。如果队列为空，则返回null。E element() - 返回队列头部的元素但不移除它。如果队列为空，则抛出NoSuchElementException。E peek() - 返回队列头部的元素但不移除它。如果队列为空，则返回null。int size() - 返回队列中的元素数量。boolean isEmpty() - 如果队列为空，则返回true。Iterator<E> iterator() - 返回一个迭代器，用于遍历队列中的元素。Spliterator<E> spliterator() - 返回一个分割器（Spliterator），它提供对队列元素的并行迭代。void clear() - 清除队列中的所有元素。

这些方法提供了队列的基本操作，包括元素的添加、移除、查看以及队列状态的检查。不同的队列实现可能会提供额外的方法，例如PriorityQueue提供了根据优先级排序的元素出队的方法。

以下是使用Queue接口的一个简单示例：

import java.util.LinkedList;

import java.util.Queue;

public class QueueExample {

public static void main(String[] args) {

Queue<String> queue = new LinkedList<>();

// 添加元素到队列

queue.add("Element 1");

queue.add("Element 2");

// 查看队首元素

System.out.println("队首元素: " + queue.peek());

// 移除队首元素

System.out.println("出队元素: " + queue.poll());

// 检查队列是否为空

System.out.println("队列是否为空: " + queue.isEmpty());

// 获取队列大小

System.out.println("队列大小: " + queue.size());

}

}

在这个示例中，我们使用LinkedList作为队列的实现，并演示了如何添加元素、查看队首元素、移除元素、检查队列是否为空以及获取队列的大小。

我们的队列也是可以使用addall的。

public static void main(String[] args) {

Queue<Integer> queue=new LinkedList<>();

ArrayList<Integer> arrayList=new ArrayList<>();

arrayList.add(11);

arrayList.add(12);

arrayList.add(13);

arrayList.add(14);

queue.add(1);

queue.add(2);

queue.add(3);

queue.add(4);

queue.addAll(arrayList);

System.out.println(queue.toString());

}

队列练习（小试牛刀）

这个题目就是要我们运用队列来模拟出一个栈。还是大家先想一下在展示答案

好了开始展示答案：

<code>class MyStack {

Queue<Integer> queue;

Queue<Integer> queue1;

public MyStack() {

queue=new LinkedList<>();

queue1=new LinkedList<>();

}

public void push(int x) {

if(queue.isEmpty()){

queue1.add(x);

}else {

queue.add(x);

}

}

public int pop() {

if(queue.isEmpty()) {

int count=queue1.size()-1;

for (int i = 0; i <count; i++) {

queue.add(queue1.poll());

}

return queue1.poll();

}else{

int count=queue.size()-1;

for (int i = 0; i <count; i++) {

queue1.add(queue.poll());

}

return queue.poll();

}

}

public int top() {

if(queue.isEmpty()) {

int count=queue1.size();

for (int i = 0; i <count-1; i++) {

queue.add(queue1.poll());

}

int n= queue1.poll();

queue.add(n);

return n;

}else{

int count=queue.size();

for (int i = 0; i <count-1; i++) {

queue1.add(queue.poll());

}

int n= queue.poll();

queue1.add(n);

return n;

}

}

public boolean empty() {

return queue1.isEmpty()&&queue.isEmpty();

}

}

思路：很简单我们运用两个队列来模拟实现栈。首先我们都知道队列是先进先出。而栈是先进后出。那么第二个队列的作用就出来了。在入模拟栈时我们将数据存储进一个有数据的队列，这个有数据的队列的主要作用就是存储数据，那么第二个队列的作用就是辅助实现出栈了。进行出栈操作时我们将有数据的队列出到只剩一个数据，那么这时剩下的那个数据就是我们想要出栈的数据了。然后根据思路写出的代码就如上了。

文章已到末尾，喜欢的话点赞一下唔，后面会持续更新这个系列唔。