Java 集合深入理解(13):Stack 栈
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今天心情不错,再来一篇 Stack !
数据结构中的 栈
数据结构中,栈是一种线性数据结构,遵从 LIFO(后进先出)的操作顺序,所有操作都是在顶部进行
有点像羽毛球筒:
栈通常有三种操作:
- push 入栈
- pop 栈顶元素出栈,并返回
- peek 获取栈顶元素,并不删除
我们自定义一个 栈 时只要实现上述三个主要操作即可,本文中将使用 Java 中的 LinkedList 实现一个栈。
栈的使用场景:
栈最主要的意义就在于:入栈和出栈的对称性。
在 Android 开发中,我们经常需要开启、回退一个 Activity,其实这里就有栈的应用,每次开启Activity,如果不是特殊的启动模式,就会在栈顶加入一个 Activity,点击返回后,之前的 Activity 出栈 。
其他场景比如递归(斐波那契数列,汉诺塔)。
Java 集合框架中的栈 Stack
Java 集合框架中的 Stack 继承自 Vector:
- 由于 Vector 有 4 个构造函数,加上 Stack 本身的一种,也就是说有 5 中创建 Stack 的方法
- 跟 Vector 一样,它是 数组实现的栈。
Stack 的方法
Stack 中新建的方法比较少:
1.构造函数
//构建一个空栈
public Stack() {
}
2.入栈
//调用的 Vector.addElement()
public E push(E item) {addElement(item);return item;
}
Vector 的 addElement() 方法,就是在数组尾部添加元素:
public synchronized void addElement(E obj) {modCount++;ensureCapacityHelper(elementCount + 1);elementData[elementCount++] = obj;
}
3.获取顶端元素,但不删除
public synchronized E peek() {//调用 Vector.size() 返回元素个数int len = size();if (len == 0)throw new EmptyStackException();//调用 Vector.elementAt 得到栈顶元素return elementAt(len - 1);
}
Vector.elementAt(int):
public synchronized E elementAt(int index) {if (index >= elementCount) {throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);}return elementData(index);
}
Vector.elementData(int):
E elementData(int index) {return (E) elementData[index];
}
4.出栈
public synchronized E pop() {E obj;int len = size();//调用 peek() 获取顶端元素,一会儿返回obj = peek();//调用 Vector.removeElementAt 删除顶端元素removeElementAt(len - 1);return obj;
}
Vector.removeElementAt(int):
public synchronized void removeElementAt(int index) {modCount++;if (index >= elementCount) {throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +elementCount);}else if (index < 0) {throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);}int j = elementCount - index - 1;if (j > 0) {System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);}elementCount--;elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
}
5.查找元素是否在栈中
public synchronized int search(Object o) {int i = lastIndexOf(o);//返回的是栈顶到该元素出现的位置的距离if (i >= 0) {return size() - i;}return -1;
}
6.是否为空
public boolean empty() {return size() == 0;
}
Vector.size():
public synchronized int size() {return elementCount;
}
总结
Java 集合框架中的 Stack 具有以下特点:
- 继承自 Vector
- 有 5 种创建 Stack 的方法
- 采用数组实现
- 除了 push(),剩下的方法都是同步的
用链表实现一个栈?
由于 Stack 是用数组实现的,我们用链表实现一下吧,这里就选择 LinkedList 来实现:
/*** description:LinkedList 模拟 Stack* <br/>* author: shixinzhang* <br/>* data: 10/23/2016*/
public class LinkedListStack extends LinkedList{public LinkedListStack(){super();}@Overridepublic void push(Object o) {super.push(o);}@Overridepublic Object pop() {return super.pop();}@Overridepublic Object peek() {return super.peek();}@Overridepublic boolean isEmpty() {return super.isEmpty();}public int search(Object o){return indexOf(o);}
}
调用:
@Test
public void testPush() throws Exception {LinkedListStack stack = new LinkedListStack();System.out.println("栈是否为空: " + stack.isEmpty());stack.push("shixin");stack.push("好帅");stack.push("技巧一流");stack.push("haha");System.out.println("栈中元素: " + stack);System.out.println("获取顶端元素 peek :" + stack.peek());System.out.println("顶端元素出栈 pop :" + stack.pop());System.out.println("出栈后栈内元素:" + stack);System.out.println("search(好帅) 的位置:" + stack.search("好帅"));
}
}
结果:
可以看到,我其实都没做什么哈哈,都是 LinkedList 内部提供的方法,操作的都是在链表头部的元素,而不是尾部。
其实 LinkedList 这个栈的特性也是继承自 双端队列 Deque,官方也推荐在使用栈时优先使用 Deque,而不是 Stack,有兴趣的可以去了解下。
Thanks
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Stack.html
http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/archive/2013/03/02/2939690.html
http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2298
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