Java栈实现与操作详解

**Java Stack实现栈操作详解：LIFO数据结构的运用与替代方案** Java中的`Stack`类继承自`Vector`，通过`push`、`pop`、`peek`等方法实现了后进先出（LIFO）的数据结构。本文将深入探讨`Stack`类的基本使用、常用方法，并通过括号匹配的示例展示其在实际应用中的价值。然而，由于`Stack`类存在同步开销和封装性问题，在性能要求较高的场景下，推荐使用`ArrayDeque`等`Deque`接口的实现类来替代。了解`Stack`类的特性与局限性，有助于开发者在不同场景下选择更合适的栈实现方式，提升代码效率与质量。

Stack类继承Vector，提供push、pop、peek等方法实现LIFO结构，可用于括号匹配等场景，但因同步开销和封装问题，建议用ArrayDeque替代。

Java 中的 Stack 类是继承自 Vector 类的一个集合类，用于实现栈这种“后进先出”（LIFO）的数据结构。它提供了标准的栈操作方法，如入栈、出栈、查看栈顶元素等。

1. Stack 类的基本使用

Stack 类位于 java.util 包中，可以直接通过创建实例来使用：

示例代码：

Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(10);  // 入栈
stack.push(20);
stack.push(30);
System.out.println(stack.peek()); // 查看栈顶元素：30
System.out.println(stack.pop());  // 出栈：30
System.out.println(stack.size()); // 当前栈大小：2

2. 常用栈操作方法

Stack 类提供了以下几个关键方法来实现栈操作：

• push(E item)：将元素压入栈顶，并返回该元素。
• pop()：移除并返回栈顶元素。如果栈为空，会抛出 EmptyStackException。
• peek()：返回栈顶元素但不移除它。栈为空时同样抛异常。
• empty()：判断栈是否为空，返回 boolean 值。
• search(Object o)：查找元素在栈中的位置（从栈顶开始为1），找不到返回-1。

使用注意：调用 pop() 或 peek() 前最好用 empty() 判断栈是否为空，避免异常。

3. 实际应用示例

下面是一个简单的括号匹配检测例子，展示如何用 Stack 实现逻辑判断：

public static boolean isBalanced(String str) {
    Stack<Character> stack = new Stack<>();
    for (char ch : str.toCharArray()) {
        if (ch == '(') {
            stack.push(ch);
        } else if (ch == ')') {
            if (stack.empty()) return false;
            stack.pop();
        }
    }
    return stack.empty();
}

这段代码通过入栈和出栈操作判断括号是否成对出现。

4. 注意事项与替代方案

虽然 Stack 类能完成基本功能，但它有一些缺陷：

• 继承自 Vector，具有同步开销，性能不如非同步结构。
• 暴露了 Vector 的一些非栈操作方法（如 add、get），破坏了封装性。

因此，在实际开发中更推荐使用 Deque 接口的实现类（如 ArrayDeque）来模拟栈：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(10);  // 入栈
stack.pop();     // 出栈
stack.peek();    // 查看栈顶

ArrayDeque 性能更好，且专为栈和队列设计。

基本上就这些。Stack 类能快速实现栈操作，适合学习和简单场景，但在生产环境中建议优先考虑 ArrayDeque。

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