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本文出自【趙彥軍的博客】

Java隊列 Queue
Java隊列 Deque
Java隊列 PriorityQueue
Java棧 Stack
Java阻塞隊列 LinkedBlockingDeque

文章目錄

• Stack
• Stack的作用
• 計算中綴表達式
• 小結

Stack

棧（Stack）是一種后進先出（LIFO：Last In First Out）的數據結構。

什么是LIFO呢？我們先回顧一下Queue的特點FIFO：

所謂FIFO，是最先進隊列的元素一定最早出隊列，而LIFO是最后進Stack的元素一定最早出Stack。如何做到這一點呢？只需要把隊列的一端封死：

因此，Stack是這樣一種數據結構：只能不斷地往Stack中壓入（push）元素，最后進去的必須最早彈出（pop）來：

Stack只有入棧和出棧的操作：

• 把元素壓棧：push(E)；
• 把棧頂的元素“彈出”：pop()；
• 取棧頂元素但不彈出：peek()。

在Java中，我們用Deque可以實現Stack的功能：

• 把元素壓棧：push(E)/addFirst(E)；
• 把棧頂的元素“彈出”：pop()/removeFirst()；
• 取棧頂元素但不彈出：peek()/peekFirst()。

為什么Java的集合類沒有單獨的Stack接口呢？因為有個遺留類名字就叫Stack，出于兼容性考慮，所以沒辦法創建Stack接口，只能用Deque接口來“模擬”一個Stack了。

當我們把Deque作為Stack使用時，注意只調用push()/pop()/peek()方法，不要調用addFirst()/removeFirst()/peekFirst()方法，這樣代碼更加清晰。

//不推薦 Stack<String> stack = new Stack<>();//推薦 Deque<String> stack = new LinkedList<>(); Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();

Stack的作用

Stack在計算機中使用非常廣泛，JVM在處理Java方法調用的時候就會通過棧這種數據結構維護方法調用的層次。例如：

static void main(String[] args) {foo(123); }static String foo(x) {return "F-" + bar(x + 1); }static int bar(int x) {return x << 2; }

JVM會創建方法調用棧，每調用一個方法時，先將參數壓棧，然后執行對應的方法；當方法返回時，返回值壓棧，調用方法通過出棧操作獲得方法返回值。

因為方法調用棧有容量限制，嵌套調用過多會造成棧溢出，即引發StackOverflowError , 例如：

// 測試無限遞歸調用 public class Main {public static void main(String[] args) {increase(1);}static int increase(int x) {return increase(x) + 1;} }

我們再來看一個Stack的用途：對整數進行進制的轉換就可以利用棧。

例如，我們要把一個int整數12500轉換為十六進制表示的字符串，如何實現這個功能？

首先我們準備一個空棧：

然后計算12500÷16=781…4，余數是4，把余數4壓棧：

然后計算781÷16=48…13，余數是13，13的十六進制用字母D表示，把余數D壓棧：

然后計算48÷16=3…0，余數是0，把余數0壓棧：

最后計算3÷16=0…3，余數是3，把余數3壓棧：

當商是0的時候，計算結束，我們把棧的所有元素依次彈出，組成字符串30D4，這就是十進制整數12500的十六進制表示的字符串。

計算中綴表達式

在編寫程序的時候，我們使用的帶括號的數學表達式實際上是中綴表達式，即運算符在中間，例如：1 + 2 * (9 - 5)。

但是計算機執行表達式的時候，它并不能直接計算中綴表達式，而是通過編譯器把中綴表達式轉換為后綴表達式，例如：1 2 9 5 - * +。

這個編譯過程就會用到棧。我們先跳過編譯這一步（涉及運算優先級，代碼比較復雜），看看如何通過棧計算后綴表達式。

計算后綴表達式不考慮優先級，直接從左到右依次計算，因此計算起來簡單。首先準備一個空的棧：

然后我們依次掃描后綴表達式1 2 9 5 - * +，遇到數字1，就直接扔到棧里：

緊接著，遇到數字2，9，5，也扔到棧里：

接下來遇到減號時，彈出棧頂的兩個元素，并計算9-5=4，把結果4壓棧：

接下來遇到*號時，彈出棧頂的兩個元素，并計算2*4=8，把結果8壓棧：

接下來遇到+號時，彈出棧頂的兩個元素，并計算1+8=9，把結果9壓棧：

掃描結束后，沒有更多的計算了，彈出棧的唯一一個元素，得到計算結果9。

小結

棧（Stack）是一種后進先出（LIFO）的數據結構，操作棧的元素的方法有：

• 把元素壓棧：push(E)；
• 把棧頂的元素“彈出”：pop(E)；
• 取棧頂元素但不彈出：peek(E)。

在Java中，我們用Deque可以實現Stack的功能，注意只調用push()/pop()/peek()方法，避免調用Deque的其他方法。

最后，不要使用遺留類Stack。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java栈 Stack的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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