Question

让我们看两个真实的例子

模型1： 考虑一家自助餐厅，您可以在这里用餐。这些板存放在桌子的下面，想象一条水平线代表台面和一个将板向上推的弹簧。 当从堆叠顶部移走印版时，下面的弹簧会导致下一个板移动到顶部，下面的所有板都向上移动一个位置

模型2： 考虑一堆书在桌子上。想象一条水平线代表桌面。 在这种情况下，当从书架中取出一本书时，其余书架不会像平板示例中那样移动。

最近我收到一个有关分析上述两个模型在实现槽式Java数组堆栈数据结构中的差异的问题。我回应了，但想知道我的回应是否遗漏了一些东西

PS：我想这个问题对其他人也可能有用

最好的问候

Harry G.T.卡尔

Answer 1

模型1： 想象一下，我在顶部和底部有两个箭头，分别指示堆栈的顶部和底部元素。因此变量top和bottom分别包含top和bottom元素的数组索引。

从堆叠顶部移走印版时请注意，指向顶板的指针没有移动，而是仅指向底部的指针移动了。

让所有内容转换为包含四个整数的六元素数组

[0]     7       0   top

[1]     11

[2]     18      

[3]     23      3   bottom

[4]

[5]

[6]

现在，如果删除了顶部元素，则必须将整数11从第一个位置复制到第零个位置，然后将整数18从第二个位置复制到第一个位置，依此类推。最后，变量bottom需要从3更改为2。
关于堆中的最后一个元素，实际上，整数23的副本仍将位于数组的位置3，因为它只是从一个数组元素位置复制到另一个位置。 但是，现在位于2的变量bottom表示堆栈的底部，而不是数组中的项目数。
请注意，从堆栈中删除所有项目时，bottom将为−1，top将保持为0。

缺点：

如果堆栈中不是100个元素数组，而不仅仅是堆栈中的4个元素怎么办？要仅删除堆栈中的一项，则需要复制99项。

要推断，如果堆栈中有n个项目，则需要移动n − 1个项目。 这是一个O（n）过程。显然，这意味着随着项目数量的增加，这种设计的效率也将不足。对于少量项目，设计数据结构时必须考虑的一件事就是它如何处理大量项目。

模型2： 在这种情况下，将一本书从书架中取出时，顶部向下移动一个位置（与底部在模型1中向上移动相反），底部不移动

让我们使用数组表示该模型：

[6]

[5]

[4]     

[3]     7       3   top     

[2]     11

[1]     18

[0]     23      0   bottom

首先，请注意，通常数组是与前面的示例一样，在顶部绘制了第零个元素，在其后绘制了后续元素，但是上面的数组在底部具有第零个元素。这样做的原因是，当使用数组表示堆栈时，在底部绘制第零个元素通常更方便，以便在添加项目时被添加到下一个更高的数字索引，它看起来更像是物理堆栈。
这会影响计算机上的处理吗？ 不可以，因为它的绘制方式对处理没有影响。用这种方式绘制数组只会让程序员更方便查看。
此外，请注意，在此示例中，这些数字也没有颠倒0和3的倒数。
从堆栈中除去最高的数字7时，top的值将从3变为2。实际上已经从堆栈中弹出了7，但是整数7仍位于元素3中。从技术上讲，没有从堆栈中删除项目，而是仅减少了top。
由于top现在为2，因此它定义了堆栈数据结构的顶部，而不是数组中的顶部。

PROS

此模型的优势在于，无论堆栈中有四个，一百个还是一千个项目，都不需要复制任何项目。因此，如果堆栈中有n个项目，则该过程将不是O（n），而是常数O（1）。

PS：以下是关于数组和堆栈之间作为数据结构的区别：数组仅实现数据结构，但是它是所有变量和构成数据结构的算法的组合。

来源：主要来自

J。 T. Streib和T. Soma，数据结构指南