Java8 集合之 Stack 详解及实例

什么是 Stack

Stack 是一种基于 LIFO（后进先出）原则的数据结构，它可以通过 push() 向栈顶添加元素，通过 pop() 从栈顶删除元素，并且 peek() 方法可以用来获取栈顶元素但不删除它。

Stack 的实现

在 Java 中，Stack 是由一个 Vector 来实现的。Vector 本来就是线程安全的，而 Stack 继承了 Vector，所以它也是线程安全的。Stack 除了继承 Vector 中的方法外，还添加了若干方法用于实现栈的功能。

Stack 的使用很简单，只需要创建 Stack 对象，然后使用 push() 添加元素，使用 pop() 删除元素，使用 peek() 获取栈顶元素，使用 empty() 判断栈是否为空，使用 search() 查找一个元素在栈中的位置。下面是几个示例：

示例一：Stack 的基本使用

import java.util.Stack;

public class StackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        stack.push("Java");
        stack.push("Python");
        stack.push("C++");
        System.out.println("Stack: " + stack);
        System.out.println("Stack.peek(): " + stack.peek());
        System.out.println("Stack.pop(): " + stack.pop());
        System.out.println("Stack: " + stack);
    }
}

输出结果如下：

Stack: [Java, Python, C++]
Stack.peek(): C++
Stack.pop(): C++
Stack: [Java, Python]

示例二：Stack 实现括号匹配

import java.util.Stack;

public class BracketMatching {

    public static void main(String[] args) {
        String brackets = "({[()]})";
        boolean isCorrect = isValid(brackets);
        if (isCorrect) {
            System.out.println(brackets + " is correct.");
        } else {
            System.out.println(brackets + " is incorrect.");
        }
    }

    public static boolean isValid(String brackets) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (int i = 0; i < brackets.length(); i++) {
            char c = brackets.charAt(i);
            if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
                stack.push(c);
            } else if (c == ')' || c == ']' || c == '}') {
                if (stack.isEmpty()) {
                    return false;
                } else if (c == ')' && stack.peek() != '(') {
                    return false;
                } else if (c == ']' && stack.peek() != '[') {
                    return false;
                } else if (c == '}' && stack.peek() != '{') {
                    return false;
                }
                stack.pop();
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

}

输出结果如下：

({[()]}） is correct.

结语

Stack 是一种比较基础的数据结构，它的实现和使用都十分简单，但是在实际编程中也有很多的应用场景，如逆波兰表达式求值、汉诺塔问题等等。