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1. 栈和队列

栈： 先进后出（FILO - first in last out）:最先插入的元素最后出来。
队列：先进先出（FIFO - first in first out）:最先插入的元素最先出来。

图示：

java 先进先出queue java栈先进先出_java

2. 栈和队列在java中的实现

在java中栈是用Stack实现的，Stack继承自Vector；也可以使用LinkedList，ArrayDeque

实现栈功能先进后出操作

使用java中的集合类，实现栈的操作

使用Stack来实现栈的操作

Stack<String> stringStack = new Stack<>();
        stringStack.push("aaa");
        stringStack.push("bbb");
        String s = stringStack.pop();

使用LinkedList来实现栈的操作

LinkedList<String> stringStack = new LinkedList<>();
        //选择下面一套不要混用
        //第1套组合
        stringStack.push("aaa");
        stringStack.push("bbb");
        String s1 = stringStack.pop();

        //第2套组合
        stringStack.addFirst("aaa");
        stringStack.addFirst("bbb");
        String s2 = stringStack.removeFirst();

        //第3套组合
        stringStack.addLast("aaa");
        stringStack.addLast("bbb");
        String s3 = stringStack.removeLast();

        //还有其他组合，LinkedList继承Deque，实现了从头或者尾添加和移除元素

栈的运用场景

  • 反转操作，如链表的反转，字符串的反转
  • 树基于栈的先序、中序、后序遍历

实现队列功能先进先出操作

使用LinkedList来实现队列的操作

LinkedList<String> stringLinkedList = new LinkedList<>();
        stringLinkedList.add("aaa");
        stringLinkedList.add("bbb");
        String s = stringLinkedList.poll();
        //还有其他组合，LinkedList继承Deque，实现了从头或者尾添加和移除元素

优先对列（堆）

堆的概念

堆（英语：heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称。堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。堆总是满足下列性质：

  • 堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；
  • 堆总是一棵完全二叉树。

将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。

java中PriorityQueue（堆）的使用

  • 使用根节点性质：最小堆根节点永远是最小的；反之，最大堆根节点永远是最大的。这样在一个PriorityQueue队列中取出根节点的数据就是最大或者最小的，有优先级的。
//默认排序是最小堆
        PriorityQueue<Integer> integerPriorityQueue = new PriorityQueue<>();
        integerPriorityQueue.add(2);
        integerPriorityQueue.add(-1);
        integerPriorityQueue.add(3);
        integerPriorityQueue.add(1);
        integerPriorityQueue.add(5);
        while (integerPriorityQueue.size() > 0) {
            Integer integer = integerPriorityQueue.poll();
            Log.e(TAG, "integer-->" + integer.toString());
        }
//自定义排序，使用下面的
    public PriorityQueue(Comparator<? super E> comparator) {
        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, comparator);
    }
  • k 个元素的最大堆，根节点是第k小的；k个元素的最小堆，根节点是第k大的，使用这个性质，解决这类问题，在未排序的数组中找到第 k 个最大的元素。请注意，你需要找的是数组排序后的第 k 个最大的元素，而不是第 k 个不同的元素。

示例 1:
输入: [3,2,1,5,6,4] 和 k = 2
输出: 5
示例 2:
输入: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] 和 k = 4
输出: 4

//优先队列
public static int findKthLargest(int nums[], int k) {
    PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<>();
    for (int num : nums){
        if (heap.size()<k){
            heap.add(num);
        }else if (heap.peek() < num){
            heap.poll();
            heap.add(num);
        }
    }
    return heap.poll();
}


java中ArrayDeque，LinkedList的使用

ArrayDeque使用数组实现的Deque双端队列，实现了从头或者尾添加和移除元素，可以用来实现栈和队列操作

LinkedList是使用链表实现的Deque双端队列，实现了从头或者尾添加和移除元素，可以用来实现栈和队列操作

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