1、概述
数组、链表、树等数据结构适用于存储数据库应用中的数据记录，它们常常用于记录那些现实世界的对象和活动的数据，便于数据的访问：插入、删除和查找特定数据项。
而栈和队列更多的是作为程序员的工具来使用。他们主要作为构思算法的辅助工具，而不是完全的数据存储工具。这些数据结构的生命周期比那些数据库类型的结构要短很多。在程序操作执行期间它们才被创建，通常它们去执行某项特殊的任务，当任务完成后就被销毁。
栈和队列的访问是受限制的，即在特定时刻只有一个数据项可以被读取或删除。
栈和队列是比数组和其他数据结构更加抽象的结构，是站在更高的层面对数据进行组织和维护。
栈的主要机制可用数组来实现，也可以用链表来实现。优先级队列的内部实现可以用数组或者一种特别的树——堆来实现。
栈只允许访问一个数据项：即最后插入的数据。移除这个数据项后才能访问倒数第二个插入的数据项。它是一种后进先出的数据结构。
2、实现
栈最基本的操作是出栈、入栈，还有其他扩展操作，如查看栈顶元素，判断栈是否为空、是否已满，读取栈的大小等。
下面我们就用数组来写一个栈操作的封装类。
public class Stack {
private int size; //栈的大小
private int top; //栈顶元素的下标
private int [] stackArray; //栈的容器
//构造函数
public Stack(int size){
stackArray = new int [size];
top = -1; //初始化栈的时候，栈内无元素，栈顶下标设为-1
this.size = size;
}
//入栈，同时，栈顶元素的下标加一
public void push(int elem){
stackArray[++top] = elem; //插入栈顶
}
//出栈，删除栈顶元素，同时，栈顶元素的下标减一
public int pop(){
return stackArray[top--];
}
//查看栈顶元素，但不删除
public int peek(){
return stackArray[top];
}
//判空
public boolean isEmpty(){
return (top == -1);
}
//判满
public boolean isFull(){
return (top == size-1);
}
}
上例中，没有对可能的异常进行处理，需要由编程人员保证程序的正确性，比如，才出栈前需要应该保证栈中有元素，在入栈前应保证栈没有满。
入栈操作示意图：
出栈操作示意图：
3、应用实例
通常，文本串是用计算机语言写的代码行，而解析它们的程序就是编译器。
下面我们来用栈来实现一个经典的应用：分隔符匹配。
想一下在Eclipse编程时，如果我们写的代码中如果多了一个“{”，后者少了一个“}”，或者括号的顺序错乱，都会报错。接下来我们就用栈来模拟这种分隔符匹配。
分隔符匹配程序从字符串中不断地读取程序，每次读取一个字符，若发现它是左分隔符（{、[、(），将它压入栈中。当读到一个右分隔符时（)、]、}），弹出栈顶元素，并且查看它是否和该右分隔符匹配。如果它们不匹配，则程序报错。如果到最后一直存在着没有被匹配的分隔符，程序也报错。
我们来看下面这个正确的字符串：a{b(c[d]e)f}，在栈中的变化过程：
| 所读字符 | 栈中内容 |
|---|---|
| a | 空 |
| { | { |
| b | { |
| ( | {( |
| c | {( |
| [ | {([ |
| d | {([ |
| ] | {( |
| e | {( |
| ) | { |
| f | { |
| } | 空 |
最后出现的左分隔符需要被最先匹配，这符合栈“后进先出”的规则。
在本例中，要处理的是字符，所以需要对上面的Stack类进行修改，需要将存放元素的数组改为char类型，并把相关方法的参数类型改为char类型，其余不变。
public class Stack {
private int size; //栈的大小
private int top; //栈顶元素的下标
private char [] stackArray; //栈的容器
//构造函数
public Stack(int size){
stackArray = new char [size];
top = -1; //初始化栈的时候，栈内无元素，栈顶下标设为-1
this.size = size;
}
//入栈，同时，栈顶元素的下标加一
public void push(char elem){
stackArray[++top] = elem; //插入栈顶
}
//出栈，删除栈顶元素，同时，栈顶元素的下标减一
public char pop(){
return stackArray[top--];
}
//查看栈顶元素，但不删除
public char peek(){
return stackArray[top];
}
//判空
public boolean isEmpty(){
return (top == -1);
}
//判满
public boolean isFull(){
return (top == size-1);
}
}
然后写一个类来封装分隔符匹配的操作：
public class BrecketChecker {
private String input; //存储待检查的字符串
//构造方法，接受待检查的字符串
public BrecketChecker(String in){
this.input = in;
}
//检查分隔符匹配的方法
public void check(){
int strLength = input.length();
Stack stack = new Stack(strLength);
for(int i=0;i<strLength;i++){
char ch = input.charAt(i); //一次获取串中的单个字符
switch(ch){
case '{' :
case '[' :
case '(' :
//如果为左分隔符，压入栈
stack.push(ch);
break;
case '}' :
case ']' :
case ')' :
//如果为右分隔符，与栈顶元素进行匹配
if(!stack.isEmpty()){
char chx = stack.pop();
if((ch == '{' && chx != '}')||
(ch == '(' && chx != ')')||
(ch == '[' && chx != ']')
){
System.out.println("匹配出错！字符："+ch+",下标："+i);
}
}else{
System.out.println("匹配出错！字符："+ch+",下标："+i);
}
default :
break;
}
}
if(!stack.isEmpty()){
//匹配结束时如果栈中还有元素，证明右分隔符缺失
System.out.println("有括号没有关闭！");
}
}
}
测试类：
public static void main(String[] args) {
System.out.println("输入需要检测的字符串：");
String str = getString();
BrecketChecker checker = new BrecketChecker(str);
checker.check();
}
public static String getString(){
String str = "";
try{
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader bReader = new BufferedReader(reader);
str = bReader.readLine();
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
return str;
}
