Java -Programm zum Einfügen eines Elements am unteren Rand eines Stapels

Ein Stapel ist eine Datenstruktur, die dem LIFO -Prinzip (zuletzt, zuerst) folgt. Mit anderen Worten, das letzte Element, das wir einem Stapel hinzufügen, ist das erste, das entfernt wird. Wenn wir einem Stapel Elemente hinzufügen (oder drücken), werden sie oben platziert. d.h. vor allem die zuvor angezeigten Elemente.

Es kann bestimmte Szenarien geben, in denen wir am unteren Rand des Stapels ein Element hinzufügen müssen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein Element zum Boden des Stapels hinzuzufügen. Sie sind -

• Verwenden von Auxiliary Stack
• Verwenden von Rekursion
• Verwenden von temporärer Variable
• Verwenden einer Warteschlange

Verwenden von Auxiliary Stack

Wir können ein Element am unteren Rand eines Stapels mit einem Hilfsstapel (einen Sekundärstapel verwenden, der mit dem von uns Vorgänge ausführen werden) in Java einfügen. Hier werden wir zwei Stapel (einen Hauptstapel und einen Hilfsstapel) verwenden, um ein Element am unteren Rand des Hauptstapels einzulegen.

Der Hauptstapel hat die ursprünglichen Elemente, während der Hilfsstapel uns hilft, die Elemente neu zu ordnen. Diese Methode ist leicht zu verstehen.

Schritte

Befolgen Sie die Schritte zum Einfügen eines Elements am unteren Rand eines Stapels mit einem Hilfsstapel:

• Initialisieren Sie zwei Stapel: Erstellen Sie einen Hauptstapel einige Elemente hinein und erstellen Sie dann einen Hilfsstapel.
• Pop Alle Elemente: Entfernen Sie alle Elemente aus dem Hauptstapel und schieben Sie sie in den zweiten Auxiliary -Stapel. Dies wird uns helfen, die Reihenfolge der Elemente umzukehren.
• Drücken Sie das neue Element: Sobald der Hauptstapel leer ist, müssen wir das neue Element in den Hauptstapel drücken, oder Sie können das Element auch auf den Auxiliary -Stapel schieben, wenn Sie möchten.
• Stellen Sie die ursprüngliche Reihenfolge wieder her: Pop alle Elemente aus dem Hilfsstapel und schieben Sie sie zurück in den Hauptstapel. Dadurch wird die ursprüngliche Reihenfolge der Elemente wiederhergestellt.

Beispiel

Folgendes ist ein Beispiel dafür, wie wir einen Hilfsstapel verwenden können, um ein Element unten hinzuzufügen -

import java.util.Stack;
public class InsertAtBottomUsingTwoStacks {    
   public static void insertElementAtBottom(Stack<Integer> mainStack, int x) {
      // Create an extra auxiliary stack
      Stack<Integer> St2 = new Stack<>();
      
      /* Step 1: Pop all elements from the main stack 
      and push them into the auxiliary stack */
      while (!mainStack.isEmpty()) {
         St2.push(mainStack.pop());
      }

      // Step 2: Push the new element into the main stack
      mainStack.push(x);

      /* Step 3: Restore the original order by popping each 
      element from the auxiliary stack and push back to main stack */
      while (!St2.isEmpty()) {
         mainStack.push(St2.pop());
      }
   }
   public static void main(String[] args) {
      Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
      stack1.push(1);
      stack1.push(2);
      stack1.push(3);
      stack1.push(4);

      System.out.println("Original Stack: " + stack1);
      insertElementAtBottom(stack1, 0);
      System.out.println("Stack after inserting 0 at the bottom: " + stack1);
   }
}

im obigen Programm starten wir zunächst die Elemente 1, 2, 3 und 4 in den Stapel. Dann übertragen wir diese Elemente in einen anderen Stapel. Danach setzen wir das Zielelement in den Hauptstapel ein. Schließlich holen wir alle Elemente zurück aus dem Hilfsstapel.

Verwenden von Rekursion

Rekursion ist eine andere Möglichkeit, ein Element am Boden eines Stapels einzulegen. Bei diesem Ansatz werden wir eine rekursive Funktion verwenden, um alle Elemente aus unserem Stapel zu streichen, bis sie leer wird. Sobald es leer wird, werden wir das neue Element in den Stapel einfügen und dann die Elemente zurück in den Stapel schieben.

Schritte

Hier sind die Schritte zum Einfügen eines Elements am unteren Rand eines Stapels mit Rekursion:

• Basisfall: Überprüfen Sie, ob der Stapel leer ist. Wenn es leer ist, werden wir das neue Element in den Stapel drücken.
• rekursives Fall: Wenn der Stapel nicht leer ist, werden wir das obere Element aufnehmen und die Funktion rekursiv aufrufen.
• Elemente wiederherstellen: Nachdem wir das neue Element einfügen haben, müssen wir die zuvor getroffenen Elemente wieder in den Stapel drücken.

Beispiel

import java.util.Stack;
public class InsertAtBottomUsingTwoStacks {    
   public static void insertElementAtBottom(Stack<Integer> mainStack, int x) {
      // Create an extra auxiliary stack
      Stack<Integer> St2 = new Stack<>();
      
      /* Step 1: Pop all elements from the main stack 
      and push them into the auxiliary stack */
      while (!mainStack.isEmpty()) {
         St2.push(mainStack.pop());
      }

      // Step 2: Push the new element into the main stack
      mainStack.push(x);

      /* Step 3: Restore the original order by popping each 
      element from the auxiliary stack and push back to main stack */
      while (!St2.isEmpty()) {
         mainStack.push(St2.pop());
      }
   }
   public static void main(String[] args) {
      Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
      stack1.push(1);
      stack1.push(2);
      stack1.push(3);
      stack1.push(4);

      System.out.println("Original Stack: " + stack1);
      insertElementAtBottom(stack1, 0);
      System.out.println("Stack after inserting 0 at the bottom: " + stack1);
   }
}

Im obigen Programm haben wir eine rekursive Funktion definiert, die ein neues Element am unteren Rand des Stapels einfügt. Wir haben die Elemente weiterhin aus dem Stapel gepoppt Wir haben die vorherigen Elemente in den Stapel wiederhergestellt.

Verwenden von temporärer Variable

Wir können die angegebene Aufgabe auch mit einer temporären Variablen erreichen. Wir verwenden diese Variable, um die Elemente zu speichern, während wir den Stapel manipulieren. Diese Methode ist einfach und wir können mit einer einfachen Schleife implementieren.

Schritte

Befolgen Sie die Schritte zum Einfügen eines Elements am unteren Rand eines Stapels unter Verwendung einer temporären Variablen & lt;

• initialisieren
Übertragungselemente:
• Verwenden Sie dann eine Schleife, um Popelemente aus dem Stapel aus und speichern Sie diese Elemente in der temporären Variablen.
Neues Element einfügen:
• Sobald unser Stapel leer ist, müssen wir das neue Element in den Stapel drücken.
Elemente wiederherstellen:
• Nach dem Einsetzen des Elements die Elemente aus der temporären Variablen zurück in den Stapel drücken.
Beispiel

import java.util.Stack;
public class InsertAtBottomUsingRecursion {
   public static void insertAtElementBottom(Stack<Integer> st, int x) {
      // Base case: If the stack is empty, push the new element
      if (st.isEmpty()) {
         st.push(x);
         return;
      }
      // Recursive case: Pop the top element
      int top = st.pop();
      
      // Call the function recursively
      insertAtElementBottom(st, x);
      
      // Restore the top element into the stack
      st.push(top);
   }
   
   public static void main(String[] args) {
      Stack<Integer> st = new Stack<>();
      st.push(1);
      st.push(2);
      st.push(3);
      st.push(4);
   
      System.out.println("Original Stack: " + st);
      insertAtElementBottom(st, 0);
      System.out.println("Stack after inserting 0 at the bottom: " + st);
   }
}

Verwenden einer Warteschlange

Bei diesem Ansatz werden wir eine Warteschlange verwenden, um die Elemente vorübergehend zu halten, während wir ein neues Element am unteren Rand des Stapels einfügen. Diese Methode ist der bessere Weg, um die Reihenfolge der Elemente zu verwalten. Mit einer Warteschlange können wir ein neues Element zu einem Stapel ohne Manipulationen an den vorhandenen Elementen.

Schritte

Im Folgenden finden Sie die Schritte zum Einfügen eines Elements am unteren Rand eines Stapels unter Verwendung einer Warteschlange -

Initialisieren Sie eine Warteschlange:
• Erstellen Sie eine Warteschlange, um die Elemente aus dem Stapel zu halten.
Transferelemente:
• Pop die Elemente aus dem Stapel und befreien Sie sie in die Warteschlange.
Neues Element einfügen:
• Drücken Sie das neue Element in den Stapel.
Elemente wiederherstellen:
• die Elemente aus der Warteschlange und drücken Sie sie zurück in den Stapel.
Beispiel

import java.util.Stack;
public class InsertAtBottomUsingTempVar {
public static void insertAtElementBottom(Stack<Integer> st, int x) {
   // Temporary variable to hold elements
   int[] temp = new int[st.size()];
   int index = 0;

   // Transfer elements to temporary variable
   while (!st.isEmpty()) {
      temp[index++] = st.pop();
   }

   // Push the new element into the stack
   st.push(x);

   // Restore elements from temporary variable
   for (int i = 0; i < index; i++) {
      st.push(temp[i]);
   }
}
public static void main(String[] args) {
   Stack<Integer> st = new Stack<>();
   st.push(1);
   st.push(2);
   st.push(3);
   st.push(4);

   System.out.println("Original Stack: " + st);
   insertAtElementBottom(st, 0);
   System.out.println("Stack after inserting 0 at the bottom: " + st);
}
}

folgt die Ausgabe des obigen Codes -

import java.util.Stack;
public class InsertAtBottomUsingTwoStacks {    
   public static void insertElementAtBottom(Stack<Integer> mainStack, int x) {
      // Create an extra auxiliary stack
      Stack<Integer> St2 = new Stack<>();
      
      /* Step 1: Pop all elements from the main stack 
      and push them into the auxiliary stack */
      while (!mainStack.isEmpty()) {
         St2.push(mainStack.pop());
      }

      // Step 2: Push the new element into the main stack
      mainStack.push(x);

      /* Step 3: Restore the original order by popping each 
      element from the auxiliary stack and push back to main stack */
      while (!St2.isEmpty()) {
         mainStack.push(St2.pop());
      }
   }
   public static void main(String[] args) {
      Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
      stack1.push(1);
      stack1.push(2);
      stack1.push(3);
      stack1.push(4);

      System.out.println("Original Stack: " + stack1);
      insertElementAtBottom(stack1, 0);
      System.out.println("Stack after inserting 0 at the bottom: " + stack1);
   }
}

In dieser Implementierung haben wir eine Warteschlange verwendet, um die Elemente für eine vorübergehende Zeit zu halten. Wir übertragen zuerst die vorhandenen Elemente aus dem Stapel in die Warteschlange. Dann schieben wir das neue Element in den Stapel und stellen die Originalelemente aus der Warteschlange zurück zum Stapel

Hinweis: Wir können andere Datenstrukturen wie Array, LinkedList, ArrayList usw. anstelle einer Warteschlange verwenden.

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