使用LinkedList实现堆栈及Set集合特点、遍历方式、常见实现类

目录

一、使用LinkedList实现堆栈

堆栈

LinkedList实现堆栈

二、集合框架

三、Set集合

1.特点

2.遍历方式

3.常见实现类

HashSet

LinkedHashSet

TreeSet


一、使用LinkedList实现堆栈

堆栈

堆栈(stack)是一种常见的数据结构,一端被称为栈顶,另一端被称为栈底,它遵循"先进后出"(Last In First Out,LIFO)的原则。在堆栈中,最后放入堆栈的元素将首先被移除。

堆栈具有两个主要的操作:

  1. 入栈(push):将元素添加到堆栈顶部。
  2. 出栈(pop):从堆栈顶部移除元素并返回它。

除了这两个主要操作外,堆栈还可能支持其他常用操作,例如:

  • 获取栈顶元素(top):查看位于堆栈顶部的元素,而不移除它。
  • 判断堆栈是否为空(isEmpty):检查堆栈是否不包含任何元素。

在Java中,可以使用数组或链表来实现堆栈。常见的实现方式包括使用Java的自带栈类(Stack类或Deque接口的实现类),或者使用LinkedList类来自行实现堆栈。

堆栈在编程中有许多实际应用,例如算术表达式求值、函数调用栈、撤销/重做操作等等。

LinkedList实现堆栈

要使用LinkedList来实现堆栈(stack),你可以按照以下步骤进行操作:

  1. 导入LinkedList类:在Java中,LinkedList类位于java.util包中,因此你需要在代码中导入该类

    java 复制代码
    import java.util.LinkedList;
  2. 创建堆栈类:创建一个名为Stack的类,该类将包含两个方法:push(入栈)和pop(出栈)

    java 复制代码
    public class Stack {
        
        private LinkedList<Object> list;
    
        public Stack() {
            list = new LinkedList<Object>();
        }
    
        public void push(Object element) {
            list.addFirst(element);
        }
    
        public Object pop() {
            return list.removeFirst();
        }
    }
  3. 使用堆栈:现在你可以在代码中实例化Stack类,并使用push(入栈)和pop(出栈)方法来操作堆栈

    java 复制代码
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Stack stack = new Stack();
            stack.push("A");
            stack.push("B");
            stack.push("C");
    
            System.out.println(stack.pop()); // 输出 "C"
            System.out.println(stack.pop()); // 输出 "B"
            System.out.println(stack.pop()); // 输出 "A"
        }
    }

二、集合框架

三、Set集合

Set继承于Collection接口,是一个不允许出现重复元素,并且无序的集合,主要有HashSet和TreeSet两大实现类。是一种数据结构,它是由一组唯一元素组成的集合,这意味着其中不会有重复的元素。在编程中,Set集合通常用来存储不重复的数据,可以对其中的元素进行添加、删除和查找操作。

1.特点

  • **无序:**Set集合数据添加的顺序和取出的顺序不一致

    java 复制代码
    Set<Integer> set=new HashSet<Integer>();
    set.add(2);
    set.add(1);
    set.add(5);
    set.add(8);
    System.out.println(set);
  • **唯一:**List集合数据允许添加重复数据

    java 复制代码
    Set<Integer> set=new HashSet<Integer>();
    set.add(2);
    set.add(1);
    set.add(5);
    set.add(8);
    set.add(8);
    System.out.println(set);
  • 问题:存储对象,验证Set集合唯一性

    java 复制代码
    Set<User> set=new HashSet<User>();
    set.add(new User(1,"zs"));
    set.add(new User(2,"ls"));
    set.add(new User(1,"zs"));
    for (User user : set) {
    	System.out.println(user);
    }

    查看结果:存储相同属性的User对象时,Set集合并未满足唯一性要求,打印输入了相同对象信息。 输出格式:类的全路径名+@+十六进制内存地址

    java 复制代码
    User user = new User();
    user.equals(null);  //跳转到equals方法查看源码

    问题原因:判断重复元素的时候,Set集合会调用hashCode()和equal()方法来实现;而在没有重写equals方法之前默认比较的是Object(引用类型),实际上比较的是内存地址。

重写User对象中的equals方法,比较User对象中的属性。

java 复制代码
@Override
public int hashCode() {
    final int prime = 31;
    int result = 1;
    result = prime * result + ((id == null) ? 0 : id.hashCode());
    result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
    return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj)
    	return true;
    if (obj == null)
    	return false;
    if (getClass() != obj.getClass())
    	return false;
    User other = (User) obj;
    if (id == null) {
        if (other.id != null)
        	return false;
    } else if (!id.equals(other.id))
    	return false;
    if (name == null) {
    	if (other.name != null)
    	return false;
    } else if (!name.equals(other.name))
    	return false;
    return true;
}

当比较对象的属性相同时,已存在的对象信息不会被覆盖,而是过滤了。 结论:先比较hashcode值是否相同,再比较equals;

2.遍历方式

  • foreach

    java 复制代码
    Set<String> set=new HashSet<String>();
    set.add("zs");
    set.add("ls");
    set.add("ww");
    for (String value : set) {
    	System.out.println(value);
    }
  • 迭代器

    java 复制代码
    Set<String> set=new HashSet<String>();
    set.add("zs");
    set.add("ls");
    set.add("ww");
    Iterator<String> it = set.iterator();
    while(it.hasNext())
    	System.out.println(it.next());

3.常见实现类

HashSet

  • 它不允许出现重复元素;

  • 不保证集合中元素的顺序

  • 允许包含值为null的元素,但最多只能有一个null元素。

  • HashSet的实现是不同步的。

LinkedHashSet

  • 哈希表和链表实现Set接口,具有可预测的迭代次序;

  • 由链表保证元素有序,也就是说元素的存储和取出顺序是一致的。

  • 由哈希值保证元素唯一,也就是说没有重复的元素

TreeSet

TreeSet 是一个有序的集合,它的作用是提供有序的Set集合。TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet中的元素支持2种排序方式:自然排序 或者 根据创建TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。

  • java.lang.Comparable自然比较接口

    java 复制代码
    public class User implements Comparable<User> {
    	private int id;
    	private String name;
        ...
    	@Override
    	public int compareTo(Student b) {
    		return this.id-b.id;
        }
    }
  • java.util.Comparator比较器

    java 复制代码
    public class NameComparator implements Comparator<User> {
    	@Override
    	public int compare(User a, User b) {
    		return a.getName()-b.getName();
    	}
    }
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