JAVA中栈的使用

栈（Stack）是遵循后进先出（LIFO, Last In First Out） 规则的线性数据结构，Java中有两种主流的栈实现方式：

遗留类：java.util.Stack（继承自Vector，线程安全但效率低，不推荐使用）；
推荐方式：java.util.Deque（双端队列）接口的实现类（如LinkedList、ArrayDeque），功能更完善、效率更高，是官方推荐的栈替代方案。

一、栈的核心操作（按常用程度排序）

以下先统一说明核心操作的含义，再分别给出Stack和Deque的实现代码，重点讲解推荐的Deque用法。

操作名称	功能描述	Stack方法	Deque推荐方法（栈模式）	栈空时行为
入栈	将元素压入栈顶	push(E e)	push(E e) / offerFirst(E e)	无异常（容量足够时）
出栈	移除并返回栈顶元素	pop()	pop() / pollFirst()	pop抛异常；pollFirst返回null
查看栈顶	返回栈顶元素但不移除	peek()	peek() / peekFirst()	peek抛异常；peekFirst返回null
判空	判断栈是否为空	isEmpty()	isEmpty()	-
获取大小	返回栈中元素个数	size()	size()	-
清空栈	移除栈中所有元素	clear()	clear()	-
检查元素	判断栈中是否包含指定元素	contains(Object o)	contains(Object o)	-

二、代码示例（推荐Deque实现）

1. 基础操作示例（Deque + ArrayDeque）

ArrayDeque是Deque的数组实现，效率高于LinkedList，是栈的首选实现：

java 复制代码

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class StackOperationsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 初始化栈（Deque作为栈使用，推荐ArrayDeque）
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();

        // 2. 入栈（push）
        stack.push(1); // 栈：[1]
        stack.push(2); // 栈：[2, 1]
        stack.push(3); // 栈：[3, 2, 1]
        System.out.println("入栈后栈内容：" + stack); // 输出 [3, 2, 1]（Deque打印顺序是头到尾，栈顶是头）

        // 3. 查看栈顶（peek）
        Integer topElement = stack.peek();
        System.out.println("栈顶元素：" + topElement); // 输出 3（栈顶不变）
        System.out.println("查看栈顶后栈内容：" + stack); // 输出 [3, 2, 1]

        // 4. 出栈（pop）
        Integer popElement = stack.pop();
        System.out.println("出栈元素：" + popElement); // 输出 3
        System.out.println("出栈后栈内容：" + stack); // 输出 [2, 1]

        // 5. 判空（isEmpty）
        boolean isEmpty = stack.isEmpty();
        System.out.println("栈是否为空：" + isEmpty); // 输出 false

        // 6. 获取栈大小（size）
        int size = stack.size();
        System.out.println("栈大小：" + size); // 输出 2

        // 7. 检查元素是否存在（contains）
        boolean contains = stack.contains(1);
        System.out.println("栈是否包含1：" + contains); // 输出 true

        // 8. 清空栈（clear）
        stack.clear();
        System.out.println("清空后栈是否为空：" + stack.isEmpty()); // 输出 true

        // 9. 安全出栈/查看（避免空栈异常）
        // pollFirst：栈空返回null，不抛异常（替代pop）
        Integer safePop = stack.pollFirst();
        System.out.println("空栈安全出栈：" + safePop); // 输出 null
        // peekFirst：栈空返回null，不抛异常（替代peek）
        Integer safePeek = stack.peekFirst();
        System.out.println("空栈安全查看栈顶：" + safePeek); // 输出 null
    }
}

2. 遗留类Stack的示例（了解即可，不推荐）

java.util.Stack是遗留类，继承自Vector，线程安全但性能差，且方法命名和Deque一致，示例如下：

java 复制代码

import java.util.Stack;

public class LegacyStackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<String> stack = new Stack<>();

        // 入栈
        stack.push("A");
        stack.push("B");

        // 查看栈顶
        System.out.println("栈顶：" + stack.peek()); // B

        // 出栈
        System.out.println("出栈：" + stack.pop()); // B

        // 判空
        System.out.println("是否为空：" + stack.isEmpty()); // false

        // 栈空时pop/peek会抛EmptyStackException
        stack.pop(); // 栈变为空
        // stack.pop(); // 抛EmptyStackException
    }
}

三、关键注意事项

空栈异常 ：Stack.pop()/Stack.peek()、Deque.pop()/Deque.peek()在栈空时会抛出EmptyStackException/NoSuchElementException，推荐使用Deque.pollFirst()/Deque.peekFirst()（返回null，更安全）；
线程安全 ：Stack是线程安全的（基于Vector的同步方法），但效率低；ArrayDeque/LinkedList非线程安全，若需线程安全的栈，可使用Collections.synchronizedDeque(new ArrayDeque<>())；
Deque作为栈的规范 ：Deque是双端队列，作为栈使用时，仅使用push()/pop()/peek()（等价于offerFirst()/removeFirst()/peekFirst()），避免使用队列相关方法（如add()/remove()），保证栈的LIFO规则。

总结

Java栈核心操作包括入栈(push) 、出栈(pop) 、查看栈顶(peek) 、判空(isEmpty) 、获取大小(size) 、清空(clear) 等；
不推荐使用遗留类java.util.Stack，优先选择Deque接口（ArrayDeque/LinkedList）实现栈功能；
空栈操作时，优先使用pollFirst()/peekFirst()替代pop()/peek()，避免空指针异常，提升代码健壮性。