Java栈的三种实现方式(完整版)

Java栈的三种实现方式

什么是栈

栈（Stack）是一种常见的数据结构，它的特点是后进先出（LIFO，Last In First Out），就是存入栈的元素的顺序是先后顺序，最后存入的元素最先取出。栈只允许在栈顶进行插入和删除操作。

在程序中，栈常用于实现递归、函数调用和表达式求值等相关操作。

栈的实现方式

Java语言中，栈的实现通常有以下三种方式：

继承Vector类

Vector是一个线性数据结构，可以进行随机访问元素，而且是线程安全的。由于栈本身就是线程安全的，所以可以考虑通过继承Vector类来实现栈。

import java.util.Vector;

public class StackByVector<T> extends Vector<T> {
    public void push(T object) {
        addElement(object);
    }
    public T pop() {
        T obj = lastElement();
        removeElement(size() - 1);
        return obj;
    }
}

在上面的代码中，我们通过继承Vector类来实现栈。栈的push操作是调用了Vector类的addElement方法，而pop操作则是调用了Vector类的lastElement和removeElement方法。由于Vector类本身就是线程安全的，所以我们的栈实现也具备线程安全的特性。

使用ArrayDeque类

ArrayDeque是Java集合框架中的一种双端队列的实现类，可以用来实现栈。ArrayDeque类的特点是快速随机访问，并且支持高效的插入和删除操作。

import java.util.ArrayDeque;

public class StackByArrayDeque<T> {
    private ArrayDeque<T> deque = new ArrayDeque<T>();
    public void push(T object) {
        deque.addFirst(object);
    }
    public T pop() {
        return deque.removeFirst();
    }
}

在上面的代码中，我们直接将ArrayDeque类作为栈的基础数据结构，并且通过addFirst和removeFirst方法来实现push和pop操作。由于ArrayDeque是线程不安全的，因此需要注意在多线程环境下的使用情况。

使用LinkedList类

LinkedList是Java集合框架中的双向链表的实现类，同样可以用来实现栈。LinkedList类的特点是快速插入和删除操作，在获取某个位置的元素时复杂度较高。

import java.util.LinkedList;

public class StackByLinkedList<T> {
    private LinkedList<T> list = new LinkedList<T>();
    public void push(T object) {
        list.addFirst(object);
    }
    public T pop() {
        return list.removeFirst();
    }
}

在上面的代码中，我们直接将LinkedList类作为栈的基础数据结构，并且通过addFirst和removeFirst方法来实现push和pop操作。和ArrayDeque类一样，LinkedList也是线程不安全的，需要注意在多线程环境下的使用情况。

总结

Java中实现栈的基本方式有继承Vector类、使用ArrayDeque类和使用LinkedList类，开发者可以根据实际情况选择不同的实现方式。需要注意的是，除了继承Vector类，其他方式都是线程不安全的，因此在多线程环境下，需要进行同步操作以确保程序的正确性。

示例说明

示例1：使用StackByVector类实现栈操作

StackByVector<Integer> stack = new StackByVector<Integer>();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
System.out.println(stack.pop()); // 3
System.out.println(stack.pop()); // 2
System.out.println(stack.pop()); // 1

在这个示例中，我们使用StackByVector类实现了一个整数类型的栈，并且进行了push和pop操作，输出结果符合栈数据结构的后进先出规则。

示例2：使用StackByLinkedList类实现栈操作

StackByLinkedList<String> stack = new StackByLinkedList<String>();
stack.push("A");
stack.push("B");
stack.push("C");
System.out.println(stack.pop()); // C
System.out.println(stack.pop()); // B
System.out.println(stack.pop()); // A

在这个示例中，我们使用StackByLinkedList类实现了一个字符串类型的栈，并且进行了push和pop操作，输出结果符合栈数据结构的后进先出规则。