Java集合Stack原始碼深入解析

程式設計師歐陽思海發表於2018-12-10
Java原始碼

概要

學完Vector了之後，接下來我們開始學習Stack。Stack很簡單，它繼承於Vector。學習方式還是和之前一樣，先對Stack有個整體認識，然後再學習它的原始碼；最後再通過例項來學會使用它。

第1部分 Stack介紹

Stack簡介

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

java工具包中的Stack是繼承於Vector(向量佇列)的，由於Vector是通過陣列實現的，這就意味著，Stack也是通過陣列實現的，而非連結串列。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(原始碼解析)和使用示例”中，已經詳細介紹過Vector的資料結構，這裡就不再對Stack的資料結構進行說明了。

Stack的繼承關係

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> {}
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Stack和Collection的關係如下圖：

這裡寫圖片描述

Stack的建構函式

Stack只有一個預設建構函式，如下：

Stack()
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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)
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由於Stack和繼承於Vector，因此它也包含Vector中的全部API。

第2部分 Stack原始碼解析(基於JDK1.6.0_45)

Stack的原始碼非常簡單，下面我們對它進行學習。

package java.util;

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

    // 建構函式
    public Stack() {
    }

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

        return item;
    }

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

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

        return obj;
    }

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

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

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

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

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

(01) Stack實際上也是通過陣列去實現的。
執行push時(即，將元素推入棧中)，是通過將元素追加的陣列的末尾中。
執行peek時(即，取出棧頂元素，不執行刪除)，是返回陣列末尾的元素。
執行pop時(即，取出棧頂元素，並將該元素從棧中刪除)，是取出陣列末尾的元素，然後將該元素從陣列中刪除。
(02) Stack繼承於Vector，意味著Vector擁有的屬性和功能，Stack都擁有。

第3部分 Vector示例

下面我們通過例項學習如何使用Stack

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

/**
 * @desc Stack的測試程式。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新增到棧中
        for(int i=1; i<6; i++) {
            stack.push(String.valueOf(i));
        }

        // 遍歷並列印出該棧
        iteratorThroughRandomAccess(stack) ;

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

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

        // peek棧頂元素之後，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();
    }

}
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執行結果：

1 2 3 4 5 
the postion of 2 is:4
1 2 3 4 
peek:4
1 2 3 4 
1 2 3 4 
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出處：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308852.html

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