Java集合篇之逐渐被遗忘的Stack，手写一个栈你会吗？

正月初九，开工大吉！

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写在开头

其实在List的继承关系中，除了ArrayList和LinkedList之外，还有另外一个集合类stack（栈），它继承自vector，线程安全，先进后出，随着Java并发编程的发展，它在很多应用场景下被逐渐替代，成为了Java的遗落之类。不过，stack在数据结构中仍有一席之地，因此，我们有必要也应该好好的学一下！

Collection和Collections的区别？

在开始学习栈之前，先来解决一下之前一个网友在评论区问的问题：

Collection和Collections有什么区别？

虽然这两个类都在java.util包下，虽然只有一字之差，但它们的差别还是挺大的！

Collection 是JDK中集合层次结构中的最根本的接口。定义了集合类的基本方法。源码中的解释：

 * The root interface in the <i>collection hierarchy</i>.  A collection
 * represents a group of objects, known as its <i>elements</i>.  Some
 * collections allow duplicate elements and others do not.  Some are ordered
 * and others unordered.  The JDK does not provide any <i>direct</i>
 * implementations of this interface: it provides implementations of more
 * specific subinterfaces like <tt>Set</tt> and <tt>List</tt>.  This interface
 * is typically used to pass collections around and manipulate them where
 * maximum generality is desired.

Collections 是一个包装类。它包含有各种有关集合操作的静态多态方法,不能实例化，Collection 集合框架的工具类。源码中的解释：

* This class consists exclusively of static methods that operate on or return
* collections.  It contains polymorphic algorithms that operate on
* collections, "wrappers", which return a new collection backed by a
* specified collection, and a few other odds and ends.

stack（栈）

栈（stack）是一种先进后出（Last In First Out，LIFO）的数据结构，类比于现实生活中的子弹上膛、泡泡圈。栈具有两个基本操作：入栈（push）和出栈（pop）。入栈表示将元素放入栈顶，而出栈表示从栈顶取出元素。

动图图解-入栈(push)

动图图解-出栈（pop）

在Java的工具包中其实帮我们封装好了一个类，java.util.Stack，它所提供的方法并不多，我们通过一个小示例感受一下。

【代码示例1】

Stack<String> stacks = new Stack<>();
//push方法入栈
 stacks.push("开");
 stacks.push("工");
 stacks.push("大");
 stacks.push("吉");
 stacks.push("！");
 System.out.println(stacks);
 //pop栈顶元素出栈
 String pop = stacks.pop();
 System.out.println(pop);
 //查看栈顶元素
 String peek = stacks.peek();
 System.out.println(peek);
 //判断堆栈是否为空
 boolean empty = stacks.empty();
 System.out.println(empty);
 //查看元素在堆栈中的位置
 int index = stacks.search("开");
 System.out.println(index);

输出：

[开, 工, 大, 吉, ！]
！
吉
false
4

手写一个stack（堆栈）

通过上面的代码示例我们了解了一个栈所具备的功能特点，根据它的特点，我们尝试一下手写一个栈！

首先，准备一个数组用来存储元素，可以定义为Object，这样支持多数据类型，我们这里直接选用int类型的好嘞。

自定义栈-源码：

/**
 * @ClassName Stack
 * @Description 手写一个int类型的堆栈
 * @Author hzm
 * @Date 2024/2/18 14:21
 * @Version 1.0
 */
public class Stack {
    private int arr[];
    private int top;
    private int capacity;

    /**
     * 提供一个有参构造，初始化栈
     * @param size
     */
    public Stack(int size) {
        this.arr = new int[size];
        this.top = -1;
        this.capacity = size;
    }

    /**
     * 入栈
     * @param p
     */
    public void push(int p) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("堆栈空间溢出\n程序终止\n");
            System.exit(1);
        }

        System.out.println("入栈:" + p);
        arr[++top] = p;
    }

    /**
     * 出栈
     * @return
     */
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("空栈，不可POP");
            System.exit(1);
        }
        return arr[top--];
    }

    /**
     * 判断栈是否已满
     * @return
     */
    public Boolean isFull() {
        return top == capacity - 1;
    }

    /**
     * 判断栈是否为空
     * @return
     */
    public Boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    /**
     * 遍历栈内元素
     */
    public void printStack() {
        for (int i = 0; i <= top; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

    /**
     * 返回栈的大小
     * @return
     */
    public int size() {
        return top + 1;
    }

    /**
     * 查看栈顶元素
     * @return
     */
    public void peek(){
        System.out.println("栈顶元素：" + arr[top]);
    }
}

测试类中调用手写的这个stack：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack stack = new Stack(5);
        //入栈
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(3);
        stack.push(4);
        stack.push(5);
        //出栈
        int pop = stack.pop();
        System.out.println("出栈："+ pop);
        //查看栈的大小
        int size = stack.size();
        System.out.println("栈容量：" + size);
        //查看栈顶元素
        stack.peek();
        //打印栈内元素
        stack.printStack();
    }
}

输出：

入栈:1
入栈:2
入栈:3
入栈:4
入栈:5
出栈：5
栈容量：4
栈顶元素：4
1
2
3
4

好了，今天的栈内容就写到这里吧，大家私下里可以找找leetcode上关于栈的算法题做做，深刻感受一下哈！

结尾彩蛋

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