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Stack原理讲解及方法剖析

程序员文章站 2024-01-19 17:20:40
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一. Stack概述

栈是限定仅在表头进行插入和删除操作的线性表。要搞清楚这个概念,首先要明白”栈“原来的意思,如此才能把握本质。"栈“者,存储货物或供旅客住宿的地方,可引申为仓库、中转站,所以引入到计算机领域里,就是指数据暂时存储的地方,所以才有进栈、出栈的说法。
栈作为一种数据结构,是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照先进后出的原则存储数据,先进入的数据被压入栈底,最后的数据在栈顶,需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据(最后一个数据被第一个读出来)。栈具有记忆作用,对栈的插入与删除操作中,不需要改变栈底指针。
栈是允许在同一端进行插入和删除操作的特殊线性表。允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶(top),另一端为栈底(bottom);栈底固定,而栈顶浮动;栈中元素个数为零时称为空栈。插入一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。栈也称为后进先出表。
栈可以用来在函数调用的时候存储断点,做递归时要用到栈!

Stack原理讲解及方法剖析

 

本节基于JDK1.8.0_60

  1. Stack继承自Vector,可以查看Vector原理讲解 https://blog.csdn.net/lipinganq/article/details/78043065
  2. Stack是动态数组实现的List,跟ArrayList一样
  3. Stack是线程安全的
  4. Stack是后进先出LIFO的
  5. 源码解析:Stack源码 https://blog.csdn.net/panweiwei1994/article/details/77163859?locationNum=10&fps=1

Stack原理讲解及方法剖析

 

二. Stack分析
2.1 查看Vector原理讲解
由于Stack继承自Vector,所以部分是跟Vector是一样的,可以直接查看我写的Vector原理讲解。

2.2 Stack存储结构

Stack原理讲解及方法剖析


2.3 Stack初始化
public Stack() {

}
 

Stack首次创建时,不包含任何元素

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。

Stack原理讲解及方法剖析

三. Stack与Deque比较

Deque接口及其实现提供了更完整和一致的LIFO(后进先出)堆栈操作,优先使用Deque实现类,如:

Stack.class类注释中说明:
more complete and consistent set of LIFO stack operations is provided by the {@link Deque} interface and its implementations, which should be used in preference to this class.  For example:
 <pre>   {@code  Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();}</pre>

Deque <Integer> stack = new ArrayDeque <Integer>()

四. 源码

 

package java.util;

public class Stack<E> extends Vector<E> {
    public Stack() {}

    // 入栈
    public E push(E item) {
        addElement(item);
        return item;
    }

    // 出栈
    public synchronized E pop() {
        E       obj;
        int     len = size();
        obj = peek();
        removeElementAt(len - 1);
        return obj;
    }

    // 返回栈顶元素
    public synchronized E peek() {
        int     len = size();
        if (len == 0)
            throw new EmptyStackException();
        return elementAt(len - 1);
    }

    public boolean empty() {
        return size() == 0;
    }

    public synchronized int search(Object o) {
        int i = lastIndexOf(o);

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

    private static final long serialVersionUID = 1224463164541339165L;
}

五. Stack后进先出操作

package com.src.collection.list;

import java.util.Stack;

/**
 * Stack的LIFO操作
 * */
public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack();
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push(3);
        System.out.println("当前堆栈元素数组: " + stack.toString());

        int first = stack.pop();
        System.out.println("第一个出来的数据: " + first + ", 剩余元素个数: " + stack.size());

        int second = stack.pop();
        System.out.println("第二个出来的数据: " + second + ", 剩余元素个数: " + stack.size());

        int third = stack.pop();
        System.out.println("第三个出来的数据: " + third + ", 剩余元素个数: " + stack.size());

//      stack.pop();
    }
}

运行结果:

当前堆栈元素数组: [1, 2, 3]
第一个出来的数据: 3, 剩余元素个数: 2
第二个出来的数据: 2, 剩余元素个数: 1
第三个出来的数据: 1, 剩余元素个数: 0