Java 集合深入理解(13):Stack 栈
2016-10-23 13:25
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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(); } @Override public void push(Object o) { super.push(o); } @Override public Object pop() { return super.pop(); } @Override public Object peek() { return super.peek(); } @Override public 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.htmlhttp://www.cnblogs.com/kaituorensheng/archive/2013/03/02/2939690.html
http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2298
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