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Java集合Stack源碼詳解

更新時間：2018年05月17日 08:51:25 作者：SIHAIloveYAN

java工具包中的Stack是繼承于Vector(矢量隊列)的，由于Vector是通過數(shù)組實現(xiàn)的，這就意味著，Stack也是通過數(shù)組實現(xiàn)的，而非鏈表。當然，我們也可以將LinkedList當作棧來使用！

第1部分 Stack介紹

Stack簡介

Stack是棧。它的特性是：先進后出(FILO, First In Last Out)。

java工具包中的Stack是繼承于Vector(矢量隊列)的，由于Vector是通過數(shù)組實現(xiàn)的，這就意味著，Stack也是通過數(shù)組實現(xiàn)的，而非鏈表。當然，我們也可以將LinkedList當作棧來使用！在“Java 集合系列06之 Vector詳細介紹(源碼解析)和使用示例”中，已經(jīng)詳細介紹過Vector的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里就不再對Stack的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行說明了。

Stack的繼承關(guān)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的關(guān)系如下圖：

Stack的構(gòu)造函數(shù)

Stack只有一個默認構(gòu)造函數(shù)，如下：

Stack()
Stack的API

Stack是棧，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和繼承于Vector，因此它也包含Vector中的全部API。

第2部分 Stack源碼解析(基于JDK1.6.0_45)

Stack的源碼非常簡單，下面我們對它進行學(xué)習(xí)。

package java.util;

public
class Stack<E> extends Vector<E> {
 // 版本ID。這個用于版本升級控制，這里不須理會！
 private static final long serialVersionUID = 1224463164541339165L;

 // 構(gòu)造函數(shù)
 public Stack() {
 }

 // push函數(shù)：將元素存入棧頂
 public E push(E item) {
  // 將元素存入棧頂。
  // addElement()的實現(xiàn)在Vector.java中
  addElement(item);

  return item;
 }

 // pop函數(shù)：返回棧頂元素，并將其從棧中刪除
 public synchronized E pop() {
  E obj;
  int len = size();

  obj = peek();
  // 刪除棧頂元素，removeElementAt()的實現(xiàn)在Vector.java中
  removeElementAt(len - 1);

  return obj;
 }

 // peek函數(shù)：返回棧頂元素，不執(zhí)行刪除操作
 public synchronized E peek() {
  int len = size();

  if (len == 0)
   throw new EmptyStackException();
  // 返回棧頂元素，elementAt()具體實現(xiàn)在Vector.java中
  return elementAt(len - 1);
 }

 // 棧是否為空
 public boolean empty() {
  return size() == 0;
 }

 // 查找“元素o”在棧中的位置：由棧底向棧頂方向數(shù)
 public synchronized int search(Object o) {
  // 獲取元素索引，elementAt()具體實現(xiàn)在Vector.java中
  int i = lastIndexOf(o);

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

總結(jié)：

(01) Stack實際上也是通過數(shù)組去實現(xiàn)的。
執(zhí)行push時(即，將元素推入棧中)，是通過將元素追加的數(shù)組的末尾中。
執(zhí)行peek時(即，取出棧頂元素，不執(zhí)行刪除)，是返回數(shù)組末尾的元素。
執(zhí)行pop時(即，取出棧頂元素，并將該元素從棧中刪除)，是取出數(shù)組末尾的元素，然后將該元素從數(shù)組中刪除。
(02) Stack繼承于Vector，意味著Vector擁有的屬性和功能，Stack都擁有。

第3部分 Vector示例

下面我們通過實例學(xué)習(xí)如何使用Stack

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

/**
 * @desc Stack的測試程序。測試常用API的用法
 *
 * @author skywang
 */
public class StackTest {

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

  // 遍歷并打印出該棧
  iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

  // 查找“2”在棧中的位置，并輸出
  int pos = stack.search("2");
  System.out.println("the postion of 2 is:"+pos);

  // pup棧頂元素之后，遍歷棧
  stack.pop();
  iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

  // peek棧頂元素之后，遍歷棧
  String val = (String)stack.peek();
  System.out.println("peek:"+val);
  iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

  // 通過Iterator去遍歷Stack
  iteratorThroughIterator(stack) ;
 }

 /**
  * 通過快速訪問遍歷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();
 }

 /**
  * 通過迭代器遍歷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();
 }

}

運行結(jié)果：