【Java】数据结构-链表实现栈(完整代码)
本帖最后由 孤樱懶契 于 2021-10-23 22:37 编辑# 链表实现栈的接口
!(https://gitee.com/gylq/cloudimages/raw/master/img/image-20210626155905712.png)
# 链表实现栈操作执行结果
!(https://gitee.com/gylq/cloudimages/raw/master/img/image-20210626162121811.png)
# 链表实现栈的完整代码
## Stack.java
```java
public interface Stack<E> {
int getSize();
boolean isEmpty();
void push(E e);
E pop();
E peek();
}
```
## LinkedList.java(上一个发的文章实现链表的内容)
```java
public class LinkedList<E> {
private class Node{
public E e;
public Node next;
public Node(E e, Node next){
this.e = e;
this.next = next;
}
public Node(E e){
this(e, null);
}
public Node(){
this(null,null);
}
@Override
public String toString(){
return e.toString();
}
}
private Node dummyHead;
int size;
public LinkedList(){
dummyHead = new Node(null,null);
size = 0;
}
//获取链表中的元素个数
public int getSize(){
return size;
}
// 返回链表是否为空
public boolean isEmpty(){
return size == 0 ;
}
// 在链表的index（0-based）位置添加新的元素e
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用：）
public void add(int index, E e){
if(index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("Add failed. Illegal index.");
Node prev = dummyHead;
for(int i = 0; i < index ; i++) //dummyHead是0前面的结点
prev = prev.next;
// Node node = new Node(e);
// node.next = prev.next;
// prev.nxt = node;
prev.next = new Node(e,prev.next);
size ++;
}
// 在链表头添加元素e
public void addFirst(E e){
add(0, e);
}
// 在链表末尾添加新的元素e
public void addLast(E e){
add(size, e);
}
// 获得链表第index（0-based）个位置的元素
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用：）
public E get(int index){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Get failed. Illegal index.");
Node cur = dummyHead.next;
for(int i = 0 ; i < index ; i ++)
cur = cur.next;
return cur.e;
}
// 获得链表的第一个元素
public E getFirst(){
return get(0);
}
// 获得链表的最后一个元素
public E getLast(){
return get(size - 1);
}
// 修改链表的第index（0 - based）个位置的元素为e
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用
public void set(int index, E e){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("set failed. Illegal index.");
Node cur = dummyHead.next;
for(int i = 0 ; i < index ; i ++)
cur = cur.next;
cur.e = e;
}
// 查找链表中是否有元素e
public boolean contains(E e){
Node cur = dummyHead.next;
while(cur != null){
if(cur.e.equals(e))
return true;
cur = cur.next;
}
return false;
}
// 从链表中删除index（0-based）位置的元素，返回删除的元素
// 在链表中不是一个常用的操作，练习用的
public E remove(int index){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal.");
Node prev = dummyHead;
for(int i = 0 ; i < index; i++)
prev = prev.next;
Node retNode = prev.next;
prev.next = retNode.next;
retNode.next = null;
size --;
return retNode.e;
}
// 从链表中删除第一个元素
public E removeFirst(){
return remove(0);
}
// 从链表中删除最后一个元素
public E removeLast(){
return remove(size - 1);
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
// Node cur = dummyHead.next;
// while(cur != null){
// res.append(cur + "->");
// cur = cur.next;
// }
for(Node cur = dummyHead.next ; cur != null; cur = cur.next)
res.append(cur + "->");
res.append("Null");
return res.toString();
}
}
```
## LinkedListStack.java（链表实现栈代码）
```java
public class LinkedListStack<E> implements Stack<E> {
private LinkedList<E> list;
public LinkedListStack(){
list = new LinkedList<>();
}
@Override
public int getSize(){
return list.getSize();
}
@Override
public boolean isEmpty(){
return list.isEmpty();
}
@Override
public void push(E e){
list.addFirst(e);
}
@Override
public E pop(){
return list.removeFirst();
}
@Override
public E peek() {
return list.getFirst();
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append("Stack: top ");
res.append(list);
return res.toString();
}
public static void main(String[] args){
LinkedListStack<Integer> stack = new LinkedListStack<>();
for(int i = 0 ; i < 5 ; i++){
stack.push(i);
System.out.println(stack);
}
stack.pop();
System.out.println(stack);
}
}
```
# 我对比了一下动态数组栈和链表栈的时间输出结果截图
> - ## 链表的操作中包含更多的new操作，在数值大的时候，会比动态数组的栈速度慢个1.x倍
!(https://gitee.com/gylq/cloudimages/raw/master/img/image-20210626162529124.png)
# 测试时间代码
```java
// 测试使用stack运行opCount个push和pop操作所需要的时间，单位：秒
private static double testStack(Stack<Integer> stack, int opCount){
long startTime = System.nanoTime();
Random random = new Random();
for(int i = 0 ; i < opCount; i ++)
stack.push(random.nextInt(Integer.MAX_VALUE));
for(int i = 0 ; i < opCount; i ++)
stack.pop();
long endTime = System.nanoTime();
return (endTime - startTime) / 1000000000.0;
}
```
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