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定义
栈是限制插入和删除只能在一个位置上进行的表，该位置是表的末端，叫做栈顶。
栈有时又叫做LIFO（后进先出）表，即last-in，first-out
现实中的栈
栈的接口
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | public interface StackInterface<T> { /** * 将新元素加到站定 * @param newEntry 带插入站的对象 */ public void push(T newEntry); /** * 删除并返回栈顶 * @return 栈顶的对象，如果栈为空则返回null */ public T pop(); /** * 取出栈顶 * @return 栈顶的对象，如果栈为空则返回null */ public T peek(); /** * 检查栈是否为空 * @return 如果栈为空返回true */ public boolean isEmpty(); /** * 从栈中删除所有元素 */ public void clear(); } |
程序栈
当一个程序执行时，一个被称为程序计数器的专用存储单元指向当前指令。当一个方法被调用时，程序的运行时环境为这个方法创建一个称为活动记录或栈帧的对象，这个活动记录显示该方法在执行过程中的状态。具体说，活动记录含有方法的实参、局部变量和当前指令的引用，即程序计数器的一个副本。在这个方法被调用时，活动记录被压入称为程序栈（或者称为Java栈）中。
由于一个方法可以调用另一个方法，程序栈往往含有多个活动记录。位于栈顶的活动记录，属于当前正在执行的方法，紧接在栈顶下的记录，属于调用当前方法的方法。
当main开始执行，他的活动记录位于程序栈顶，如图A
当main调用methodA时，一个新的记录被压入栈，此时程序计数器为50，图B展示methodA刚开始执行时，main更新记录与methodA的新纪录
当methodA调用methodB时，程序计数器为120，一个新的活动记录被压入栈。图C展示当methodB刚开始执行时main为改变的记录、methodA更新后的记录以及methodB的新纪录。
在methodB执行过程中，活动记录被更新，但main和methodA的记录保持不变。
Java类库：类Stack
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | public class Stack<T> { public T push(T item); public T pop(); public T peek(); public boolean empty(); /** * 在栈中查找指定对象 * @param desiredItem 待查找的对象 * @return 如果desiredItem在栈中，则返回其位置；如果不在则返回-1；栈顶的位置是-1 */ public int search(T desiredItem); /** * @return 栈的一个遵循Java接口的Iterator的迭代器 */ public Iterator<T> iteraotr(); /** * @return 栈的一个遵循Java接口ListIterator的迭代器 */ public ListIterator<T> listIterator(); } |
如果用链表表示栈，则第一个结点应该引用栈顶元素。
类的框架
栈的链表实现有一个数据域topNode，它是链表的表头引用，默认构造函数将这个数据域设置为null。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 | public class LinkedStack<T> implements StackInterface<T>, Serializable { private Node topNode; //引用链表中第一个结点 public LinkedStack() { topNode = null ; } private class Node implements Serializable { private T data; //栈的元素 private Node next; //指向下一个结点的连接 } // 在栈顶插入 public void push(T newEntry) { Node newNode = new Node(newEntry, topNode); topNode = newNode; } // 删除栈顶 public T pop() { T top = null ; if (topNode != null ) { top = topNode.getData(); topNode = topNode.getNext(); } return top; } // 检索栈顶 public T peek() { T top = null ; if (topNode != null ) top = topNode.getData(); return top; } public boolean isEmpty() { return topNode == null ; } public void clear() { topNode = null ; } } |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 | public class ArrayStack<T> implements StackInterface<T>, Serializable { private T[] stack; //存放栈元素的数组 private int topIndex; // 栈顶元素索引 private static final int DEFAULT_MAX_SIZE = 50 ; public ArrayStack() { this (DEFAULT_MAX_SIZE); } public ArrayStack( int initialCapacity) { stack = (T[]) new Object[initialCapacity]; topIndex = - 1 ; } // 在栈顶插入 public void push(T newEntry) { topIndex++; if (topIndex >= stack.length) { //若数组已满，扩展数组 } stack[topIndex] = newEntry; } // 删除栈顶 public T pop() { T top = null ; if (!isEmpty()) { top = stack[topIndex]; stack[topIndex] = null ; topIndex--; } return top; } // 检索栈顶 public T peek() { T top = null ; if (!isEmpty()) top = stack[topIndex]; return top; } public boolean isEmpty() { return topIndex < 0 ; } public void clear() { stack = null ; } } |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 | public class VectorStack<T> implements StackInterface<T>, Serializable { private Vector<T> stack; //栈顶是最后一个元素 public VectorStack() { stack = new Vector(); // 需要时向变量大小将成倍增加 } public VectorStack( int maxSize) { stack = new Vector(maxSize); } // 在栈顶插入 public void push(T newEntry) { stack.addElement(newEntry); } // 删除栈顶 public T pop() { T top = null ; if (!isEmpty()) { top = stack.lastElement(); stack.removeElement(stack.size() - 1 ); } return top; } // 检索栈顶 public T peek() { T top = null ; if (!isEmpty()) top = stack.lastElement(); return top; } public boolean isEmpty() { return stack.isEmpty(); } public void clear() { stack.removeAllElements(); } } |