java集合系列之Stack

这篇文章开始介绍Stack。从名字看他就是一个stack，因此具有数据结构中栈的一般特性（后进先出），平时用起来相对较多一点，但是也是非常简单。这篇文章我们将从源码的角度来分析一下Stack。

OK，开始今天的文章。

一、认识Stack

Stack继承自Vector。底层是通过数组实现的。下面我们认识一下Stack在整个java集合体系中的位置：

1-java集合框架.jpg

我们会发现，其实Stack就是继承自Vector，因此它具有Vector的一般特点。我们把Stack放大,从Stack的角度来看一下：

2-继承关系.jpg

从上图我们可以看到，Stack其实就是继承了Vector，Vector具有的接口的父类，Stack也有。

继承了AbstractList、实现了Enumeration、List、ListIterator等接口。

下面我们再来看一下源码，它的源码那是超级简单。
二、源码分析

一下源码基于jdk1.8来分析的。

（1）构造方法

public Stack() {}

只有一个无参构造方法。

（2）增加元素

public E push(E item) {
        addElement(item);
        return item;
}

这里面调用了addElement方法，我们追踪进去，继续往里看

public synchronized void addElement(E paramE) {
    this.modCount += 1;
    ensureCapacityHelper(this.elementCount + 1);
    this.elementData[(this.elementCount++)] = paramE;
}

synchronized 说明了这是一个线程安全的方法，他分了三步走的战略：

• 第一步：它在添加元素的时候首先将modCount加1，保证线程安全。
• 第二步：ensureCapacityHelper()主要用于保障Stack的容量，在合理范围
• 第三步：真正实现元素的添加，将该元素添加到栈顶，数目加1；

（3）删除元素

public synchronized E pop() {
    E  obj;
    int  len = size();
    obj = peek();
    removeElementAt(len - 1);
    return obj;
}

在这里我们发现，真正实现删除操作的是removeElementAt；我们追踪进去：

public synchronized void removeElementAt(int paramInt) {
    this.modCount += 1;
    if (paramInt >= this.elementCount)
      throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(paramInt + " >= "
          + this.elementCount);
    if (paramInt < 0)
      throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(paramInt);
    int i = this.elementCount - paramInt - 1;
    if (i > 0)
      System.arraycopy(this.elementData, paramInt + 1, this.elementData,
          paramInt, i);
    this.elementCount -= 1;
    this.elementData[this.elementCount] = null;
}

synchronized 说明了这是一个线程安全的方法，删除操作就有点复杂了，没关系我们继续分析：

• 第一步：它在添加元素的时候首先将modCount加1，保证线程安全。
• 第二步：第一个if判断删除元素是否超出了存储的数量范围
• 第三步：第二个if判断待删除的元素下标大于0
• 第四步：第三个if将元素后移
• 第五步：将数量减小1
• 第六步：将最上面的元素置为空，也就是删除了元素。

（4）查找操作

在上面删除的时候我们发现了其实有一个peek()方法我们没有将，他的作用就是返回stack中最顶端的元素。

public synchronized E peek() {
        int  len = size();
        if (len == 0)
            throw new EmptyStackException();
        return elementAt(len - 1);
}

但是还有一个最正式的查找操作：

public synchronized int search(Object o) {
        int i = lastIndexOf(o);
        if (i >= 0) {
            return size() - i;
        }
        return -1;
}

该方法返回所查找对象所处的位置，如果不存在在返回-1；

• 第一步：通过lastLindexOf(Object)方法返回从栈底到栈顶最下面的的那个元素的下标，
• 第二步：利用元素的总数目减去所处的下标就得到了元素的位置（），并且返回否则返回-1；

（5）其他方法

这里提供的其他方法只有一个判断是否为空

public boolean empty() {
    return (size() == 0);
}

以上就列出了Stack的所有源码，超级简单。最后我们就来对它进行有一个总结

三、总结

stack是继承自Vector，底层使用数组存储、用来模拟栈的一个java集合。同时也是线程安全的。使用场景比如说倒序输出、XML语法检查。最主要的是面试还经常使用到它，因此你主要还是在机试的时候灵活的去使用它。

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