java中堆栈的实现总结
创始人
2025-05-31 09:50:14
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java中堆栈的实现总结

  • 1. Java中的Stack
    • 1.1 Stack类的使用
    • 1.2 Stack类的分析
  • 2. java中的queue
    • 2.1 queue的方法定义
    • 2.2 Deque
    • 2.3 Queue的常见实现类
  • 3. 总结

1. Java中的Stack

1.1 Stack类的使用

Stack的声明如下,可以看到Stack继承了Vector,因此Stack可以使用Vector中的方法,如size() 等。

public
class Stack extends Vector

Stack类定义了5个方法,作用如下

方法描述
push将对象压入栈
pop将栈顶元素弹出
peek返回栈顶对象,但并不从栈中移除
empty判断栈是否为空
search(E o)返回对象在堆栈中的位置,若不存在则返回-1

1.2 Stack类的分析

Stack是继承自Vector的,而Vector是线程安全的,所以Stack也是线程安全的。

然而正因为Stack继承自Vector,**Stack类已经不被官方推荐使用!!**基于 Vector 实现的栈 Stack。底层实际上还是数组,所以还是存在需要扩容。这使得 Stack 在基于数组实现上效率受影响,另外因为继承 Vector 类,Stack 可以复用 Vector 大量方法,这使得 Stack 在设计上不严谨。

官方推荐使用LinkedList来构建栈。

2. java中的queue

2.1 queue的方法定义

与Stack不同,Java里的Queue不是一个类,而是一个接口。

Java集合类主要由两个根接口Collection和Map派生出来的,Collection派生出了三个子接口:List、Set、Queue,因此Java集合大致也可分成List、Set、Queue、Map四种接口体系.

接口中共定义了6个主要的方法

方法描述
add在队列尾部插入一个元素(队列满时抛异常)
offer在队列尾部插入一个元素(队列满时返回false)
remove返回队列头部的对象,并从栈中移除它(队列为空时,抛异常)
poll返回队列头部的对象,并从栈中移除它(队列为空时,返回null)
element返回队列头部的对象,但不从栈中移除它(队列为空时,抛异常)
peek返回队列头部的对象,但不从栈中移除它(队列为空时,返回null)

速记:add、element、remove(are是:是不是抛异常?是)抛异常;offer、poll、peek(opp)返回特定的值。

2.2 Deque

queue是后入先出,但是java中还有一个叫deque的队列,叫双端队列,可以实现两端的入队和出队,在有些场景,用起来是相当方便的。

其方法总结如下:

抛出异常特殊值抛出异常特殊值
插入addFirst(e)offerFirst(e)addLast(e)offerLast(e)
删除removeFirst()pollFirst()removeLast()pollLast()
检查getFirst()peekFirst()getLast()peekLast()

2.3 Queue的常见实现类

image-20230320222620439

实现类描述
PriorityQueue非阻塞、非线程安全、无边界,支持优先级队列实现类
ConcurrentLinkedQueue非阻塞、线程安全、无边界,基于链接节点的队列实现类
ArrayBlockingQueue阻塞、线程安全、有边界,创建的时候指定大小,一旦创建容量不可改变实现类,默认是不保证线程的公平性,不允许向队列中插入null元素
LinkedBlockingQueue阻塞、线程安全、可选有边界,一个由链表结构组成的可选有界阻塞队列实现类,如果未指定容量,那么容量将等于Integer.MAX_VALUE
PriorityBlockingQueue阻塞、线程安全、无边界,支持优先级排序的无边界阻塞队列实现类
DelayQueue阻塞、线程安全、无边界,使用优先级队列实现的无界阻塞队列实现类,只有在延迟期满时才能从中提取元素
SynchronousQueue阻塞、线程安全、无数据队列,不存储元素、没有内部容量的阻塞队列实现类
LinkedBlockingDeque阻塞、线程安全、无边界,由链表结构组成的可选范围双向阻塞队列实现类,如果未指定容量,那么容量将等于 Integer.MAX_VALUE
Deque双端队列,允许两端都可以进行入队和出队操作的队列,其元素的逻辑结构仍是线性结构。将队列的两端分别称为前端和后端,两端都可以入队和出队。

从类继承图中可以看到,LinkedList即实现了Queue,又实现了Deque,

3. 总结

  1. Stack是后进先出,Queue是先进先出
  2. Stack是个类而Queue是个接口,但是他们都可以用LinkedList实现.

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