Stack源码分析

转自:

Stack简介

Stack是栈。它的特性是:先进后出(FILO, First In Last Out)。

java工具包中的Stack是继承于Vector(矢量队列)的,由于Vector是通过数组实现的,这就意味着,Stack也是通过数组实现的而非链表。当然,我们也可以将LinkedList当作栈来使用



Stack的源码非常简单,下面我们对它进行学习。

  1. package java.util;  
  2.  
  3. public 
  4. class Stack<E> extends Vector<E> {  
  5.     // 版本ID。这个用于版本升级控制,这里不须理会!  
  6.     private static final long serialVersionUID = 1224463164541339165L;  
  7.  
  8.     // 构造函数  
  9.     public Stack() {  
  10.     }  
  11.  
  12.     // push函数:将元素存入栈顶  
  13.     public E push(E item) {  
  14.         // 将元素存入栈顶。  
  15.         // addElement()的实现在Vector.java中  
  16.         addElement(item);  
  17.  
  18.         return item;  
  19.     }  
  20.  
  21.     // pop函数:返回栈顶元素,并将其从栈中删除  
  22.     public synchronized E pop() {  
  23.         E    obj;  
  24.         int    len = size();  
  25.  
  26.         obj = peek();  
  27.         // 删除栈顶元素,removeElementAt()的实现在Vector.java中  
  28.         removeElementAt(len - 1);  
  29.  
  30.         return obj;  
  31.     }  
  32.  
  33.     // peek函数:返回栈顶元素,不执行删除操作  
  34.     public synchronized E peek() {  
  35.         int    len = size();  
  36.  
  37.         if (len == 0)  
  38.             throw new EmptyStackException();  
  39.         // 返回栈顶元素,elementAt()具体实现在Vector.java中  
  40.         return elementAt(len - 1);  
  41.     }  
  42.  
  43.     // 栈是否为空  
  44.     public boolean empty() {  
  45.         return size() == 0;  
  46.     }  
  47.  
  48.     // 查找“元素o”在栈中的位置:由栈底向栈顶方向数  
  49.     public synchronized int search(Object o) {  
  50.         // 获取元素索引,elementAt()具体实现在Vector.java中  
  51.         int i = lastIndexOf(o);  
  52.  
  53.         if (i >= 0) {  
  54.             return size() - i;  
  55.         }  
  56.         return -1;  
  57.     }  

总结

01 Stack实际上也是通过数组去实现的。
       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pull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。
02  Stack继承于Vector,意味着Vector拥有的属性和功能,Stack都拥有。



### 关于 Stack 数据结构的源码解析 #### Java 中 `java.util.Stack` 类的实现 Java 提供了一个名为 `Stack` 的类作为其标准库的一部分,该类继承自 `Vector` 并实现了栈的功能。以下是对其内部工作原理的一些深入探讨: - **构造函数** 构造一个新的空堆栈。 ```java public class Stack<E> extends Vector<E> ``` - **核心方法** - `push(E item)` 方法用于将项压入此堆栈顶部。这实际上是调用了父类 `Vector` 的 `addElement()` 方法来增加元素到列表末端[^1]。 ```java public E push(E item) { addElement(item); return item; } ``` - `pop()` 方法移除并返回位于堆栈顶端的对象。如果尝试从空堆栈弹出,则抛出异常。它通过调用 `elementAt(size() - 1)` 获取最后一个元素,并随后删除这个位置上的对象。 ```java public synchronized E pop() { if (empty()) { throw new EmptyStackException(); } E obj = peek(); removeElementAt(size() - 1); return obj; } ``` - `peek()` 返回但不移除此堆栈顶部的对象;如果堆栈为空则返回 null 或者抛出 NoSuchElementException 异常取决于具体版本的行为。 ```java public synchronized E peek() { int size = size(); if (size == 0) { throw new EmptyStackException(); } return elementAt(size - 1); } ``` - **线程安全性** 因为 `Stack` 继承自 `Vector` 而后者是一个同步容器,所以所有的操作都是线程安全的。然而,在多线程环境中使用时仍需注意潜在的竞争条件和其他并发问题。 对于更高效的非阻塞数据结构或者想要避免遗留 API 带来的性能开销,可以考虑采用其他第三方库如 Google Guava 或 Apache Commons Collections 所提供的替代方案。
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