Java 集合系列Stack详细介绍(源码解析)和使用示例

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。

 1 package java.util;
 2
 3 public
 4 class Stack<E> extends Vector<E> {
 5     // 版本ID。这个用于版本升级控制，这里不须理会！
 6     private static final long serialVersionUID = 1224463164541339165L;
 7
 8     // 构造函数
 9     public Stack() {
10     }
11
12     // push函数：将元素存入栈顶
13     public E push(E item) {
14         // 将元素存入栈顶。
15         // addElement()的实现在Vector.java中
16         addElement(item);
17
18         return item;
19     }
20
21     // pop函数：返回栈顶元素，并将其从栈中删除
22     public synchronized E pop() {
23         E    obj;
24         int    len = size();
25
26         obj = peek();
27         // 删除栈顶元素，removeElementAt()的实现在Vector.java中
28         removeElementAt(len - 1);
29
30         return obj;
31     }
32
33     // peek函数：返回栈顶元素，不执行删除操作
34     public synchronized E peek() {
35         int    len = size();
36
37         if (len == 0)
38             throw new EmptyStackException();
39         // 返回栈顶元素，elementAt()具体实现在Vector.java中
40         return elementAt(len - 1);
41     }
42
43     // 栈是否为空
44     public boolean empty() {
45         return size() == 0;
46     }
47
48     // 查找“元素o”在栈中的位置：由栈底向栈顶方向数
49     public synchronized int search(Object o) {
50         // 获取元素索引，elementAt()具体实现在Vector.java中
51         int i = lastIndexOf(o);
52
53         if (i >= 0) {
54             return size() - i;
55         }
56         return -1;
57     }
58 }

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

 1 import java.util.Stack;
 2 import java.util.Iterator;
 3 import java.util.List;
 4
 5 /**
 6  * @desc Stack的测试程序。测试常用API的用法
 7  *
 8  * @author skywang
 9  */
10 public class StackTest {
11
12     public static void main(String[] args) {
13         Stack stack = new Stack();
14         // 将1,2,3,4,5添加到栈中
15         for(int i=1; i<6; i++) {
16             stack.push(String.valueOf(i));
17         }
18
19         // 遍历并打印出该栈
20         iteratorThroughRandomAccess(stack) ;
21
22         // 查找“2”在栈中的位置，并输出
23         int pos = stack.search("2");
24         System.out.println("the postion of 2 is:"+pos);
25
26         // pup栈顶元素之后，遍历栈
27         stack.pop();
28         iteratorThroughRandomAccess(stack) ;
29
30         // peek栈顶元素之后，遍历栈
31         String val = (String)stack.peek();
32         System.out.println("peek:"+val);
33         iteratorThroughRandomAccess(stack) ;
34
35         // 通过Iterator去遍历Stack
36         iteratorThroughIterator(stack) ;
37     }
38
39     /**
40      * 通过快速访问遍历Stack
41      */
42     public static void iteratorThroughRandomAccess(List list) {
43         String val = null;
44         for (int i=0; i<list.size(); i++) {
45             val = (String)list.get(i);
46             System.out.print(val+" ");
47         }
48         System.out.println();
49     }
50
51     /**
52      * 通过迭代器遍历Stack
53      */
54     public static void iteratorThroughIterator(List list) {
55
56         String val = null;
57         for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
58             val = (String)iter.next();
59             System.out.print(val+" ");
60         }
61         System.out.println();
62     }
63
64 }

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