Java 集合系列07之 Stack详细介绍(源码解析)和使用示例

Posted 2020-10-05 芬芬是个乖宝宝

 

概要

学完Vector了之后，接下来我们开始学习Stack。Stack很简单，它继承于Vector。学习方式还是和之前一样，先对Stack有个整体认识，然后再学习它的源码；最后再通过实例来学会使用它。内容包括：
第1部分 Stack介绍
第2部分 Stack源码解析(基于JDK1.6.0_45)
第3部分 Vector示例

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第1部分 Stack介绍

Stack简介

Stack是栈。它的特性是：先进后出(FILO, First In Last Out)。

java工具包中的Stack是继承于Vector(矢量队列)的，由于Vector是通过数组实现的，这就意味着，Stack也是通过数组实现的，而非链表。当然，我们也可以将LinkedList当作栈来使用！在“Java 集合系列06之 Vector详细介绍(源码解析)和使用示例”中，已经详细介绍过Vector的数据结构，这里就不再对Stack的数据结构进行说明了。

 

Stack的继承关系

java.lang.Object
↳     java.util.AbstractCollection<E>
   ↳     java.util.AbstractList<E>
       ↳     java.util.Vector<E>
           ↳     java.util.Stack<E>

public class Stack<E> extends Vector<E> {}

 

Stack和Collection的关系如下图：

 

Stack的构造函数

Stack只有一个默认构造函数，如下：

Stack()

 

Stack的API

Stack是栈，它常用的API如下：

             boolean       empty()
synchronized E             peek()
synchronized E             pop()
             E             push(E object)
synchronized int           search(Object o)

 

由于Stack和继承于Vector，因此它也包含Vector中的全部API。

 

第2部分 Stack源码解析(基于JDK1.6.0_45)

Stack的源码非常简单，下面我们对它进行学习。 

package java.util;

public
class Stack<E> extends Vector<E> {
    // 版本ID。这个用于版本升级控制，这里不须理会！
    private static final long serialVersionUID = 1224463164541339165L;

    // 构造函数
    public Stack() {
    }

    // push函数：将元素存入栈顶
    public E push(E item) {
        // 将元素存入栈顶。
        // addElement()的实现在Vector.java中
        addElement(item);

        return item;
    }

    // pop函数：返回栈顶元素，并将其从栈中删除
    public synchronized E pop() {
        E    obj;
        int    len = size();

        obj = peek();
        // 删除栈顶元素，removeElementAt()的实现在Vector.java中
        removeElementAt(len - 1);

        return obj;
    }

    // peek函数：返回栈顶元素，不执行删除操作
    public synchronized E peek() {
        int    len = size();

        if (len == 0)
            throw new EmptyStackException();
        // 返回栈顶元素，elementAt()具体实现在Vector.java中
        return elementAt(len - 1);
    }

    // 栈是否为空
    public boolean empty() {
        return size() == 0;
    }

    // 查找“元素o”在栈中的位置：由栈底向栈顶方向数
    public synchronized int search(Object o) {
        // 获取元素索引，elementAt()具体实现在Vector.java中
        int i = lastIndexOf(o);

        if (i >= 0) {
            return size() - i;
        }
        return -1;
    }
}

总结：

(01) Stack实际上也是通过数组去实现的。
       执行push时(即，将元素推入栈中)，是通过将元素追加的数组的末尾中。
       执行peek时(即，取出栈顶元素，不执行删除)，是返回数组末尾的元素。
       执行pop时(即，取出栈顶元素，并将该元素从栈中删除)，是取出数组末尾的元素，然后将该元素从数组中删除。
(02) Stack继承于Vector，意味着Vector拥有的属性和功能，Stack都拥有。

第3部分 Vector示例

下面我们通过实例学习如何使用Stack

import java.util.Stack;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
 * @desc Stack的测试程序。测试常用API的用法
 *
 * @author skywang
 */
public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        Stack stack = new Stack();
        // 将1,2,3,4,5添加到栈中
        for(int i=1; i<6; i++) {
            stack.push(String.valueOf(i));
        }

        // 遍历并打印出该栈
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

        // 查找“2”在栈中的位置，并输出
        int pos = stack.search("2");
        System.out.println("the postion of 2 is:"+pos);

        // pup栈顶元素之后，遍历栈
        stack.pop();
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

        // peek栈顶元素之后，遍历栈
        String val = (String)stack.peek();
        System.out.println("peek:"+val);
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

        // 通过Iterator去遍历Stack
        iteratorThroughIterator(stack) ;
    }

    /**
     * 通过快速访问遍历Stack
     */
    public static void iteratorThroughRandomAccess(List list) {
        String val = null;
        for (int i=0; i<list.size(); i++) {
            val = (String)list.get(i);
            System.out.print(val+" ");
        }
        System.out.println();
    }

    /**
     * 通过迭代器遍历Stack
     */
    public static void iteratorThroughIterator(List list) {

        String val = null;
        for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
            val = (String)iter.next();
            System.out.print(val+" ");
        }
        System.out.println();
    }

}

运行结果： 

1 2 3 4 5 
the postion of 2 is:4
1 2 3 4 
peek:4
1 2 3 4 
1 2 3 4