Golang如何实现数据结构Stack

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介绍Stack

在计算机科学中，stack（栈）是一种基本的数据结构，它是一种线性结构,具有后进先出（Last In First Out）的特点。

上述是通过对 ChatGPT 提问：数据结构stack。所得到的答案，我们这里拿出这句话的关键词：线性结构,后进先出。了解之后它的特性之后，应该如何实现呢，它应该包含哪些操作才叫

stack

通过

ChatGPT

stack

Push

Pop

Peek

Len

Cap

Clear

那就开始吧！

Stack

在 Golang 中，使用

struct

type Element interface{}

type Stack struct {
    elements []Element
    top   int // 栈顶指针
    cap      int // 容量
}

Push

作用：Push 方法就是往stack的存储区域压入新的元素

// Push
func (stack *Stack) Push(element Element) (err error) {
    // top == cap时，栈满
    if stack.top >= stack.cap {
        return errors.New("the stack is full")
    }
    stack.elements[stack.top] = element
    stack.top++
    return nil
}

Pop

作用：Pop 方法是取出栈顶元素，并且在存储区域内删除

// Pop
func (stack *Stack) Pop() (ele Element, err error){
    // top == 0时，栈空
    if stack.top <= 0 {
        return nil, errors.New("the stack is empty")
    }
    ele = stack.elements[stack.top]
    // 在栈中清除当前元素
    stack.elements = append(stack.elements, stack.elements[:stack.top], stack.elements[stack.top+1:])
    stack.top--
    return ele, nil
}

Peek

作用：Peek 方法就是返回栈顶的值，但是不删除存储区域的元素

// Peek
func (stack *Stack) Peek() (ele Element, err error){
    if stack.top <= 0 {
        return nil, errors.New("the stack is empty")
    }
    ele = stack.elements[stack.top]
    return ele, nil
}

Len & Cap & Clear

Len：返回栈的存储的元素个数

Cap：当前栈的容量

Clear：将栈清空

// Len
func (stack *Stack) Len() int{
    return stack.top
}

// Cap
func (stack *Stack) Cap() int{
    return stack.cap
}

// Clear
func (stack *Stack) Clear() {
    if stack.top <= 0 {
        return
    }
    // 重新分配一个空切片
    stack.elements = stack.elements[:0]
    stack.top = 0
}

为了方便使用，还可以提供一个创建栈的方法：

NewStack

NewStack

// 初始化栈
func NewStack(cap int) *Stack {
    elements := make([]Element, cap)
    return &Stack{
        elements: elements,
        top:   0,
        cap:      cap,
    }
}

使用

package main

import "fmt"

func main() {
    stack := NewStack(5)
    for i := 0; i < 4; i++ {
        var ele Element = i
        stack.Push(ele)
    }

    element, _ := stack.Pop()
    fmt.Println(element)

    peekEle, _ := stack.Peek()
    fmt.Println(peekEle)

    fmt.Println(stack.Len())
    fmt.Println(stack.Cap())

    stack.Clear()
}