Java 中的 Stack 好纠结～

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「栈」是每一个程序员都很熟悉的数据结构，英文叫做 Stack，在 Java 中，栈的实现类是 java.util.Stack。如果你了解 Java 中的 Stack 类，就会知道，这里有一个历史遗留问题：

这 Java 的源码，在注释中，Java 官方并不推荐使用这个 Stack 类，而是更推荐下面的写法：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
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也就是用一个 Deque 来作为「栈」来使用。

先说一下 Stack 的问题，这个问题的起源是 Stack 的继承关系。

它直接继承于 Vector，Vector 是 Java 中的一个动态数组的实现，乍一想，栈也是一个动态的容器结构，这里并没有什么大问题，但其实并非如此。问题主要来自于 Stack 和 Vector 之间的关系是继承关系，因此，Stack 会继承 Vector 中的公开方法，作为一个动态数组，Vector 允许在数组的任意一个位置插入元素，因此 Stack 类也可以进行如下的操作：

Stack<Integer> stack = new Stack<>();

// 正常的栈操作
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.pop();

// 这里就很奇怪～
stack.add(0, 3);
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如上注释中所说，我们可以像操作一个数组或者列表一样，向其中添加元素，这显然是不对的，这并不是一个栈结构应该具备的特性。暴露了不该暴露的行为，既违背了面向对象设计的原则，也会成为漏洞的来源。

简而言之，Java 中的 Stack 类存在很大的问题。

在面向对象设计原则中，有一个很重要的原则叫作「组合优于继承」，但是这条原则常常被忽略。其实在 Stack 类的问题上，我们就可以通过组合的方式来解决这个问题：

public class Stack<E> {
    private Vector<E> elementVector = new Vector<E>();
    
    /*
    栈结构相关的操作
    */
}
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让 Stack 包含一个 Vector 结构，而不是继承 Vector，然后只暴露于栈结构相关的操作，就可以解决这个问题。那 Java 为什么不这样解决呢？原因是 Java 一直严格遵守自己的向后兼容性承诺，导致这个 Stack 只能原封不动地放在这里，而后，Java 推荐使用 Deque 来作为 Stack 使用。

Deque 是一个双端队列，队列是一个先进先出的结构，而双端队列的意思就是，两端都可以进出元素。我们再来看看 Java 推荐的栈结构写法：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();
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在 Java 中，Deque 是一个接口，这里使用了 ArrayDeque 作为实现类，从名字可以看出这是一个通过数组实现的双端队列。除此之外，在 Java 中，LinkedList 也实现了 Deque 接口。

通常情况下，我们按照官方推荐的写法去写，应该是没问题的，但是，双端队列是可以两端都进出元素的，而栈结构只能一端进出元素，这……又回到了 Stack 类的问题。为了解决一个遗留问题提出的替代方案存在与遗留问题同样的问题……

因此，如果我们对栈的结构要求严谨的话，只能自己实现一个了，我们依然可以使用 Deque 来保存元素，然后只暴露栈操作的相关接口就可以了：

public interface Stack<T> { 
    void push(T object); 
    T pop(); 
}
public class DequeStack<T> implements Stack<T> { 
    private final Deque<T> deque = new ArrayDeque<T>(); 
    @Override 
    public void push(T object) { 
        deque.addFirst(object); 
    } 
    @Override 
    public T pop() { 
        return deque.removeFirst(); 
    } 
}
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