Go语言实战案例-自定义栈结构

以下是《Go语言100个实战案例》中的 数据结构与算法篇 - 案例23：自定义栈结构 的完整内容，帮助初学者通过自定义结构体来实现栈的数据结构。

🎯 案例目标

实现一个自定义的栈结构，并提供常见的栈操作：压栈（Push）、弹栈（Pop）、查看栈顶元素（Peek）和判断栈是否为空（IsEmpty）。

🧩 应用场景

• • 栈结构是计算机科学中常用的数据结构，用于处理函数调用、括号匹配、表达式求值等问题。
• • 在 Go 语言中，可以通过结构体来定义栈，并实现各种栈操作。
• • 初学者可以通过此案例深入理解栈的工作原理，并练习使用结构体和切片（slice）来实现栈。

🧠 涉及知识点

• • 使用结构体定义栈（Stack）
• • 栈操作的基本方法（Push、Pop、Peek、IsEmpty）
• • 使用 Go 的切片（slice）动态调整栈大小

💻 示例代码：自定义栈结构

package mainimport \"fmt\"// 定义栈结构体type Stack struct {    elements []interface{} // 用切片存储栈元素}// 创建一个新的栈func NewStack() *Stack {    return &Stack{}}// 判断栈是否为空func (s *Stack) IsEmpty() bool {    return len(s.elements) == 0}// 获取栈的大小func (s *Stack) Size() int {    return len(s.elements)}// 压栈操作func (s *Stack) Push(item interface{}) {    s.elements = append(s.elements, item)}// 弹栈操作func (s *Stack) Pop() (interface{}, bool) {    if s.IsEmpty() {        return nil, false // 栈为空，返回错误    }    // 获取栈顶元素并移除    topIndex := len(s.elements) - 1    item := s.elements[topIndex]    s.elements = s.elements[:topIndex]    return item, true}// 查看栈顶元素func (s *Stack) Peek() (interface{}, bool) {    if s.IsEmpty() {        return nil, false // 栈为空，返回错误    }    return s.elements[len(s.elements)-1], true}func main() {    stack := NewStack() // 创建一个栈    // 测试压栈操作    stack.Push(10)    stack.Push(20)    stack.Push(30)    fmt.Println(\"栈的大小:\", stack.Size()) // 输出栈的大小    // 查看栈顶元素    top, _ := stack.Peek()    fmt.Println(\"栈顶元素:\", top)    // 测试弹栈操作    item, _ := stack.Pop()    fmt.Println(\"弹出的元素:\", item)    fmt.Println(\"弹栈后的栈的大小:\", stack.Size())    // 再次查看栈顶元素    top, _ = stack.Peek()    fmt.Println(\"新的栈顶元素:\", top)    // 弹栈直到栈空    for !stack.IsEmpty() {        item, _ = stack.Pop()        fmt.Println(\"弹出的元素:\", item)    }}

🛠 技术说明

📤 示例运行

栈的大小: 3栈顶元素: 30弹出的元素: 30弹栈后的栈的大小: 2新的栈顶元素: 20弹出的元素: 20弹出的元素: 10

🧪 拓展练习

• • 栈的扩展：实现一个支持栈的最大值（或最小值）跟踪功能，即每次 Push 时，栈顶同时保存当前最大（或最小）值。
• • 栈的应用：
  • • 用栈来实现括号匹配检查，确保每个 ( 都有相应的 )；
  • • 用栈解决计算机表达式求值问题（如逆波兰表达式计算）。
• • 线程安全：考虑使用 Go 的并发机制（如 sync.Mutex）来实现线程安全的栈操作，适用于多线程环境。

✅ 小结

通过本案例，你实现了一个自定义栈结构，并掌握了 map、interface{} 和 Go 语言切片等核心概念。栈是一个非常重要的数据结构，在编程中有着广泛的应用，尤其是在解析、计算和回溯等场景中。