【Java】集合系列07（Stack详细介绍源码解析和使用示例）

1、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！前面已经详细介绍过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：
这里写图片描述
Stack的构造函数

Stack() 
创建一个空堆栈。

Stack的API

Stack是栈，它常用的API如下：

Modifier and Type Method and Description 
boolean empty() 
测试此堆栈是否为空。  

E peek() 
查看此堆栈顶部的对象，而不从堆栈中删除它。  

E pop() 
删除此堆栈顶部的对象，并将该对象作为此函数的值返回。  

E push(E item) 
将项目推送到此堆栈的顶部。  

int search(Object o) 
返回一个对象在此堆栈上的基于1的位置。

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

3、Stack源码解析(基于JDK1.8)

Stack的源码非常简单，下面我们对它进行学习。

public 
class Stack<E> extends Vector<E> {
    //构造函数
    public Stack() {
    }

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

    //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;
    }

    //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();
        //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。

3、 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 hackerlee
 */
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