JDK如何实现栈

这篇文章将为大家详细讲解有关JDK如何实现栈，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

JDK 栈的实现

在 JDK 中，栈的实现类是 Stack。

其中最重要的方法有：

• push：入栈方法（添加数据）；

• pop：出栈并返回当前元素（移除数据）；

• peek：查询栈顶元素。

Stack 实现源码如下：

public class Stack extends Vector {        public Stack() {    }        public E push(E item) {        addElement(item);        return item;    }        public synchronized E pop() {        E       obj; // 返回当前要移除的栈顶元素信息        int     len = size();        obj = peek(); // 查询当前栈顶元素        removeElementAt(len - 1); // 移除栈顶元素        return obj;    }        public synchronized E peek() {        int     len = size(); // 查询当前栈的长度        if (len == 0) // 如果为空栈，直接抛出异常            throw new EmptyStackException();        return elementAt(len - 1); // 查询栈顶元素的信息    }        public boolean empty() {        return size() == 0;    }    // 忽略其他方法...}

从上述源码可以看出， Stack 中的核心方法中都调用了父类 Vector 类中的方法，Vector 类的核心源码：

public class Vector    extends AbstractList    implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ protected Object[] elementData; // 存储数据的容器    protected int elementCount; // 存储数据的容量值            public synchronized void addElement(E obj) {        modCount++; // 统计容器被更改的参数        ensureCapacityHelper(elementCount + 1); // 确认容器大小，如果容量超出则进行扩容        elementData[elementCount++] = obj; // 将数据存储到数组    }            public synchronized void removeElementAt(int index) {        modCount++; // 统计容器被更改的参数        // 数据正确性效验        if (index >= elementCount) {            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +                                                     elementCount);        }        else if (index < 0) {            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);        }        int j = elementCount - index - 1;        if (j > 0) { // 删除的不是最后一个元素         // 把删除元素之后的所有元素往前移动            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);        }        elementCount--; // 数组容量 -1        elementData[elementCount] = null; // 将末尾的元素赋值为 null（删除尾部元素）    }         public synchronized E elementAt(int index) {     // 安全性验证        if (index >= elementCount) {            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);        }        // 根据下标返回数组中的元素        return elementData(index);    }    // 忽略其他方法...}

对于上述源码中，可以最不好理解的就是 System#arraycopy 这个方法，它的作用其实就是将删除的元素（非末尾元素）的后续元素依次往前移动的，比如以下代码：

Object[] elementData = {"Java", "Hello", "world", "JDK", "JRE"};int index = 3;int j = elementData.length - index - 1;System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);//  System.arraycopy(elementData, 4, elementData, 3, 1);System.out.println(Arrays.toString(elementData));

它的运行结果是：

[Java, Hello, world, JRE, JRE]

也就是说当我们要删除下标为 3 的元素时，需要把 3 以后的元素往前移动，所以数组的值就从 {"Java", "Hello", "world", "JDK", "JRE"} 变为了 [Java, Hello, world, JRE, JRE]，最后我们只需要把尾部元素删除掉，就可以实现数组中删除非末尾元素的功能了。

小结

通过以上源码可以得知，JDK 中的栈（Stack）也是通过物理结构数组实现的，我们通过操作物理数组来实现逻辑结构栈的功能

栈的应用

经过前面的学习我们对栈已经有了一定的了解了，那栈在我们的平常工作中有哪些应用呢？接下里我们一起来看。

浏览器回退

栈的特性为 LIFO（Last In First Out，LIFO）后进先出，因此借助此特性就可以实现浏览器的回退功能

函数调用栈

栈在程序中最经典的一个应用就是函数调用栈了（或叫方法调用栈），比如操作系统给每个线程分配了一块独立的内存空间，这块内存被组织成“栈”这种结构, 用来存储函数调用时的临时变量。每进入一个函数，就会将临时变量作为一个栈帧入栈，当被调用函数执行完成，返回之后，将这个函数对应的栈帧出栈。为了让你更好地理解，我们一块来看下这段代码的执行过程。

int main() {   int a = 1;    int ret = 0;   int res = 0;   ret = add(3, 5);   res = a + ret;   System.out.println(res);   reuturn 0;}int add(int x, int y) {   int sum = 0;   sum = x + y;   return sum;}

从代码中我们可以看出， main() 函数调用了 add() 函数，获取计算结果，并且与临时变量 a 相加，最后打印 res 的值。为了让你清晰地看到这个过程对应的函数栈里出栈、入栈的操作，我画了一张图。图中显示的是，在执行到 add() 函数时，函数调用栈的情况。

栈的复杂度

复杂度分为两个维度：

• 时间维度：是指执行当前算法所消耗的时间，我们通常用「时间复杂度」来描述；

• 空间维度：是指执行当前算法需要占用多少内存空间，我们通常用「空间复杂度」来描述。

这两种复杂度都是用大 O 表示法来表示的，比如以下代码：

int[] arr = {1, 2, 3, 4};for (int i = 0; i < arr.length; i++) {    System.out.println(i);}

用大 O 表示法来表示的话，它的时间复杂度就是 O(n)，而如下代码的时间复杂度却为 O(1)：

int[] arr = {1, 2, 3, 4};System.out.println(arr[0]); // 通过下标获取元素

关于“JDK如何实现栈”这篇文章就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，使各位可以学到更多知识，如果觉得文章不错，请把它分享出去让更多的人看到。