java中栈和队列的实现和API的用法(详解)

Java中栈和队列的实现和API的用法

概述

栈和队列是计算机科学中常用的数据结构。栈是一种后进先出（LIFO）的结构，队列则是一种先进先出（FIFO）的结构。Java 中提供了很多实现栈和队列的类库，本篇攻略将详细讲解 Java 中栈和队列的实现和 API 的用法。

栈的实现和 API 的用法

Java 中栈的实现主要基于接口 java.util.Stack，该接口继承了接口 java.util.Vector。所以栈的实现可以使用向量的常规操作方法。

以下是栈的 API：

方法	描述
boolean empty()	如果栈不包含任何元素，则返回 true，否则返回 false。
E peek()	查找栈顶元素，但是不从栈中移除它。如果栈是空的，将抛出一个异常。
E pop()	移除栈顶元素并返回该元素。如果栈是空的，将抛出一个异常。
E push(E item)	把 item 放到栈顶上。如果插入操作成功，则返回 true；否则返回 false。
int search(Object o)	查找对象在栈中的位置，底部为 1。如果是空栈，则返回 -1。

以下是一个简单的示例：

import java.util.Stack;

public class StackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        stack.push("A");
        stack.push("B");
        stack.push("C");
        stack.push("D");
        stack.push("E");

        System.out.println("栈的大小: " + stack.size());
        System.out.println("栈顶元素: " + stack.peek());
        System.out.println("移除栈顶元素: " + stack.pop());
        System.out.println("查找元素 B 的位置: " + stack.search("B"));
    }
}

输出结果为：

栈的大小: 5
栈顶元素: E
移除栈顶元素: E
查找元素 B 的位置: 3

队列的实现和 API 的用法

Java 中队列的实现主要基于接口 java.util.Queue，该接口继承了接口 java.util.Collection。队列也可以使用集合的常规操作方法。

以下是队列的 API：

方法	描述
boolean add(E element)	将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），成功时返回 true。
E element()	获取，但不移除由此队列表示的队列的头。
boolean offer(E element)	将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制）。
E peek()	获取但不移除此队列的头。如果此队列为空，则返回 null。
E poll()	获取获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。
E remove()	获取并移除此队列的头。如果此队列为空，则抛出一个 NoSuchElementException。

以下是一个简单的示例：

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class QueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
        queue.add("A");
        queue.add("B");
        queue.add("C");
        queue.add("D");
        queue.add("E");

        System.out.println("队列的大小: " + queue.size());
        System.out.println("队列头部元素: " + queue.element());
        System.out.println("移除队列头部元素: " + queue.remove());
        System.out.println("查找元素 B 的位置: " + ((LinkedList<String>) queue).indexOf("B"));
    }
}

输出结果为：

队列的大小: 5
队列头部元素: A
移除队列头部元素: A
查找元素 B 的位置: 0

结语

本篇攻略中，我们讲解了 Java 中栈和队列的实现、基本 API，并给出了两个示例，希望对读者有所帮助。