1 Stack源码
前面我们已经接触过几种数据结构了，有数组、链表、Hash表、红黑树(二叉查询树)，今天再来看另外一种数据结构：栈
1.1 栈定义
什么是栈，直接举个例子，栈就相当于一个很窄的木桶，我们往木桶里放东西，往外拿东西时会发现，我们最开始放的东西在最底部，最先拿出来的是刚刚放进去的。所以，栈就是这么一种先进后出（First In Last Out，或者叫后进先出） 的容器， 它只有一个口，在这个口放入元素，也在这个口取出元素
在这里插入图片描述
栈最主要有两个动作就是入栈和出栈操作，其实还是很容易的明白的，那么我们接下来就看一下Jdk容器中的栈Stack是怎么实现的吧。
public class Stack<E> extends Vector<E> {}
我们发现Stack继承了Vector，Vector又是什么呢，看一下。
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
发现没有，Vector是List的一个实现类，其实Vector也是一个基于数组实现的List容器，其功能及实现代码和ArrayList基本上是一样的。
那么不一样的是什么地方的：一个是数组扩容的时候，Vector是*2，ArrayList是*1.5+1；
另一个就是Vector是线程安全的，而ArrayList不是，而Vector线程安全的做法是在每个方法上面加了一个synchronized关键字来保证的。但是这里说一句，Vector已经（大家公认的）不被官方推荐使用了，正是因为其实现线程安全方式是锁定整个方法，导致的是效率不高
1.2 Stack&Vector底层存储
由于Stack是继承和基于Vector，那么简单看一下Vector的一些定义和方法源码：
// 底层使用数组存储数据
protected Object[] elementData;
// 元素个数
protected int elementCount ;
// 自定义容器扩容递增大小
protected int capacityIncrement ;
public Vector( int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
// 越界检查
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException( "Illegal Capacity: " +
initialCapacity);
// 初始化数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
// 使用synchronized关键字锁定方法，保证同一时间内只有一个线程可以操纵该方法
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
// 扩容检查
ensureCapacityHelper( elementCount + 1);
elementData[elementCount ++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// 当前元素数量
int oldCapacity = elementData .length;
// 是否需要扩容
if (minCapacity > oldCapacity) {
Object[] oldData = elementData;
// 如果自定义了容器扩容递增大小，则按照capacityIncrement进行扩容，否则按两倍进行扩容（*2）
int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ? (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);
if (newCapacity < minCapacity) {
newCapacity = minCapacity;
}
// 数组copy
elementData = Arrays.copyOf( elementData, newCapacity);
}
}
Vector就简单看到这里，其他方法Stack如果没有调用的话就不进行分析了，不明白的可以去看ArrayList源码解析
1.3 peek()——获取栈顶的对象
/**
* 获取栈顶的对象，但是不删除
*/
public synchronized E peek() {
// 当前容器元素个数
int len = size();
// 如果没有元素，则直接抛出异常
if (len == 0)
throw new EmptyStackException();
// 调用elementAt方法取出数组最后一个元素（最后一个元素在栈顶）
return elementAt(len - 1);
}
/**
* 根据index索引取出该位置的元素，这个方法在Vector中
*/
public synchronized E elementAt(int index) {
// 越界检查
if (index >= elementCount ) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
}
// 直接通过数组下标获取元素
return (E)elementData [index];
}
1.4 pop()——弹栈（出栈）
弹栈（出栈），获取栈顶的对象，并将该对象从容器中删除
/** * 弹栈，获取并删除栈顶的对象
*/
public synchronized E pop() {
// 记录栈顶的对象
E obj;
// 当前容器元素个数
int len = size();
// 通过peek()方法获取栈顶对象
obj = peek();
// 调用removeElement方法删除栈顶对象
removeElementAt(len - 1);
// 返回栈顶对象
return obj;
}
/** * 根据index索引删除元素
*/
public synchronized void removeElementAt(int index) {
modCount++;
// 越界检查
if (index >= elementCount ) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +elementCount);
}
else if (index < 0) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
}
// 计算数组元素要移动的个数
int j = elementCount - index - 1;
if (j > 0) {
// 进行数组移动，中间删除了一个，所以将后面的元素往前移动（这里直接移动将index位置元素覆盖掉，就相当于删除了）
System. arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
}
// 容器元素个数减1
elementCount--;
// 将容器最后一个元素置空（因为删除了一个元素，然后index后面的元素都向前移动了，所以最后一个就没用了 ）
elementData[elementCount ] = null; /* to let gc do its work */
}
1.5.push(E item)——压栈（入栈）
压栈（入栈），将对象添加进容器并返回
/** * 将对象添加进容器并返回
*/
public E push(E item) {
// 调用addElement将元素添加进容器
addElement(item);
// 返回该元素
return item;
}
/**
* 将元素添加进容器，这个方法在Vector中
*/
public synchronized void addElement(E obj) {
modCount++;
// 扩容检查17 ensureCapacityHelper( elementCount + 1);
// 将对象放入到数组中，元素个数+1
elementData[elementCount ++] = obj;
}
1.6 search(Object o)
search(Object o)——返回对象在容器中的位置，栈顶为1
/** * 返回对象在容器中的位置，栈顶为1
*/
public synchronized int search(Object o) {
// 从数组中查找元素，从最后一次出现
int i = lastIndexOf(o);
// 因为栈顶算1，所以要用size()-i计算
if (i >= 0) {
return size() - i;
}
return -1;
}
1.7 empty()——容器是否为空
/** * 检查容器是否为空
*/
public boolean empty() {
return size() == 0;
}
到这里Stack的方法就分析完成了，由于Stack最终还是基于数组的，理解起来还是很容易的（因为有了ArrayList的基础）
1.8 stack是否可以用链表
虽然jdk中Stack的源码分析完了，但是这里有必要讨论下，不知道是否发现这里的Stack很奇怪的现象，
-
Stack为什么是基于数组实现的呢？
我们都知道数组的特点：方便根据下标查询（随机访问），但是内存固定，且扩容效率较低。很容易想到Stack用链表实现最合适的 -
Stack为什么是继承Vector的
继承也就意味着Stack继承了Vector的方法，这使得Stack有点不伦不类的感觉，既是List又是Stack。如果非要继承Vector合理的做法应该是什么：Stack不继承Vector，而只是在自身有一个Vector的引用
唯一的解释就是Stack是jdk1.0出来的，那个时候jdk中的容器还没有ArrayList、LinkedList等只有Vector，既然已经有了Vector且能实现Stack的功能，那么就干吧。。。
既然用链表实现Stack是比较理想的，那么我们就来尝试一下吧：
import java.util.LinkedList;
public class LinkedStack<E> {
private LinkedList<E> linked ;
public LinkedStack() {
this.linked = new LinkedList<E>();
}
public E push(E item) {
this.linked .addFirst(item);
return item;
}
public E pop() {
if (this.linked.isEmpty()) {
return null;
}
return this.linked.removeFirst();
}
public E peek() {
if (this.linked.isEmpty()) {
return null;
}
return this.linked.getFirst();
}
public int search(E item) {
int i = this.linked.indexOf(item);
return i + 1;
}
public boolean empty() {
return this.linked.isEmpty();
}
}
这里使用的LinkedList实现的Stack，记得在LinkedList中说过，LinkedList实现了Deque接口使得它既可以作为栈（先进后出），又可以作为队列（先进先出）
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