C#常用数据结构栈的详细介绍_Asp.net

定义

在c#中，stack<t> 是一个后进先出（lifo，last-in-first-out）集合类，位于system.collections.generic 命名空间中。stack<t> 允许你将元素压入栈顶，并从栈顶弹出元素。

不难看出，最先放入栈中的元素在栈底，最后放入的元素在栈顶，而删除元素刚好相反，最后放入的元素最先删除，最先放入的元素最后删除

即有泛型版本,又有非泛型版本,我们常用泛型版本(二者思想上差别不大,非泛型会涉及装箱拆箱),栈的结构如下

常规用法

1. 声明一个栈

无参构造函数

获取一个空的栈对象

public stack();
stack<int> stack = new stack<int>();

接受一个可枚举对象

此构造函数允许你用一个已有的集合（如数组、列表等）来初始化栈，并按集合的顺序将元素压入栈中，集合的最后一个元素将成为栈的顶部。

public stack(ienumerable<t> collection);
list<int> list = new list<int> { 1, 2, 3 };
stack<int> stack = new stack<int>(list);

不常用

指定栈的初始容量，减少扩展时的性能开销。这个参数不是常用的，因为栈会自动调整大小，但对于需要明确控制内存的场景，可以使用这个构造函数。

public stack(int capacity);
stack<int> stack = new stack<int>(100); // 初始化一个容量为100的栈

2. 将元素压入栈 (push)

 
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);

3. 从栈顶弹出元素 (pop)

pop 会移除并返回栈顶的元素。
因为是后进先出,所以我们弹出的最后入栈的元素3
int topelement = stack.pop(); // topelement is 3

4. 查看栈顶元素但不移除 (peek)

peek 只返回栈顶元素，但不会从栈中移除它。
int topelement = stack.peek(); // topelement is 2

5. 检查栈是否为空 (count 和 any)

你可以使用 count 属性或 any 方法来检查栈中是否有元素。
bool isempty = stack.count == 0; // or stack.any() == false

6. 遍历栈中的元素

你可以通过 foreach 遍历栈中的元素，注意遍历的顺序是从栈顶到栈底。
foreach (var item in stack)
{
console.writeline(item);
}

7. 清空栈 (clear)

你可以使用 clear 方法来移除栈中的所有元素。
stack.clear();

8.contains 方法

判断栈中是否包含某个元素，返回 true 或 false。
bool exists = stack.contains(2); // 检查栈中是否包含2

9.trypeek 和 trypop 方法

trypeek(out t result)
trypeek 允许你尝试获取栈顶元素，而不会抛出异常。如果栈为空，它返回 false，否则返回 true 并输出栈顶元素。
if (stack.trypeek(out int topelement))
{
    console.writeline($"top element: {topelement}");
}
else
{
    console.writeline("stack is empty");
}

trypop(out t result)
trypop 允许你尝试弹出栈顶元素，同样不会抛出异常。如果栈为空，它返回 false，否则返回 true 并输出并移除栈顶元素。
if (stack.trypop(out int poppedelement))
{
    console.writeline($"popped element: {poppedelement}");
}
else
{
    console.writeline("stack is empty");
}

使用频率较低的方法 10.trimexcess 方法

trimexcess 方法用于将内部存储的容量调整到栈中实际元素的数量。
栈动态调整大小时，可能会预留一些额外的空间。
此方法通过移除额外的空间来优化内存使用。
stack.trimexcess(); // 移除多余的容量，减少内存浪费

11. copyto 方法

注意是一个浅拷贝方法

将栈中的元素复制到一个数组中，且从指定的数组索引位置开始放置。元素顺序是从栈顶到栈底.
stack<myclass> stack = new stack<myclass>();
stack.push(new myclass { value = 1 });
stack.push(new myclass { value = 2 });
myclass[] array = new myclass[stack.count];
//传入需要复制的数组,第二个参数是目标数组中开始复制的索引位置
//栈中的第一个元素会被复制到目标数组的该索引位置，后续的栈元素将按顺序依次复制到数组的后续位置。
stack.copyto(array, 0);
// 修改数组中的对象
array[0].value = 100;
// 栈中的对象也会反映这个修改
console.writeline(stack.peek().value);  // 输出 100

12. toarray 方法

注意是一个浅拷贝方法

将栈中的所有元素复制到一个新的数组中
会返回一个包含栈所有元素的新数组。栈中的元素会以 lifo（后进先出）的顺序放入数组中，
也就是说，栈顶的元素会成为数组的第一个元素，栈底的元素会成为数组的最后一个元素。
stack<int> stack = new stack<int>();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
int[] array = stack.toarray();
foreach (var item in array)
{
    console.writeline(item);
}

一个完整示例

using system;
using system.collections.generic;
class program
{
static void main()
{
// 创建一个栈
stack<string> stack = new stack<string>();
// 向栈中添加元素
stack.push("first");
stack.push("second");
stack.push("third");
// 查看栈顶元素（不移除）
console.writeline("peek: " + stack.peek());
// 弹出栈顶元素
console.writeline("pop: " + stack.pop());
// 再次查看栈顶元素
console.writeline("peek after pop: " + stack.peek());
// 遍历栈
console.writeline("stack contents:");
foreach (var item in stack)
{
console.writeline(item);
}
// 检查栈是否为空
console.writeline("is stack empty? " + (stack.count == 0));
// 清空栈
stack.clear();
console.writeline("stack cleared. is stack empty? " + (stack.count == 0));
}
}

输出结果