在 thinking in java中看到过说Stack类继承于Vector，而这两个类都不推荐使用了，但是在做一到OJ题时，我用LinkedList来模拟栈和直接用Stack，发现在进行入栈出栈操作时Stack的速度竟然还快一点

然而需要多线程的时候有Collections.synchronizedList，还有java.util.concurrent包下的。所以还是忘了这货吧。

Java 中还有非常多的地方使用到了栈。

栈是一种数据结构，所以它使用的非常普遍。面试中遇到它的可能性也比较大，所以还是很有必要掌握的。

java.util.Stack 类 Java 官方已经不在建议使用了。现在官方推荐使用 java.util.Deque。类似下面的用法：

Deque stack = new ArrayDeque();

那么 Java 为什么不推荐使用 Stack 呢？为什么 Stack 被废弃了呢？

很简单，因为 Stack 是 JDK 1.0 的产物。它继承自 Vector，Vector 都不被推荐使用了，你说 Stack 还会被推荐吗？

当初 JDK1.0 在开发时，可能为了快速的推出一些基本的数据结构操作，所以推出了一些比较粗糙的类。比如，Vector、Stack、Hashtable等。这些类中的一些方法加上了 synchronized 关键字，容易给一些初级程序员在使用上造成一些误解！而且在之前的几个版本中，性能还不怎么好。

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。Vector 是由数组实现的集合类，他包含了大量集合处理的方法。而 Stack 之所以继承 Vector，是为了复用 Vector 中的方法，来实现进栈(push)、出栈(pop)等操作。这里就是 Stack 设计不好的地方，既然只是为了实现栈，不用链表来单独实现，而是为了复用简单的方法而迫使它继承 Vector，Stack 和 Vector 本来是毫无关系的。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。

基于上一篇文章中，我们对栈存在的一个基本认识，下面我们使用 LinkedList 自己实现一个栈。

package com.xttblog;

import java.util.LinkedList;

public class Stack {

LinkedList list;

public Stack(){

list = new LinkedList();

}

public E pop(){

return list.removeLast();

}

public void push(E o){

list.add(o);

}

public E getTop(){

return list.getLast();

}

public boolean isEmpty(){

return list.size()==0;

}

public int size(){

return list.size();

}

}

栈的最基本的特征是LIFO(Last In First Out)，因此栈又被称为后进先出的线性表。所以上面采用 LinkedList 实现的栈看起来也非常的简单。虽然简单，但我们并不需要重复的轮子。Java 提供了 Deuqe。Deque 是继承自 Queue，而 Stack 是继承自 Vector。Java 中的 Deuqe，即“double ended queue”的缩写，是 Java 中的双端队列集合类型。Deque 具备普通队列 FIFO 的功能，同时它也具备了 Stack 的 LIFO 功能，并且保留了 push 和 pop 函数，所以使用起来应该是一点障碍都没有。

ArrayDeque 是 Deque 接口的一种具体实现，是依赖于可变数组来实现的。ArrayDeque 没有容量限制，可根据需求自动进行扩容。ArrayDeque 可以作为栈来使用，效率要高于 Stack。ArrayDeque 也可以作为队列来使用，效率相较于基于双向链表的 LinkedList 也要更好一些。注意，ArrayDeque 不支持为  null 的元素。

栈和队列的面试题Java实现

二、栈和队列：

面试的时候，栈和队列经常会成对出现来考察。本文包含栈和队列的如下考试内容：

(1)栈的创建

(2)队列的创建

(3)两个栈实现一个队列

(4)两个队列实现一个栈

(5)设计含最小函数min()的栈，要求min、push、pop、的时间复杂度都是O(1)

(6)判断栈的push和pop序列是否一致

1、栈的创建：

我们接下来通过链表的形式来创建栈，方便扩充。

代码实现：

1 public classStack {

2

3 publicNode head;

4 publicNode current;

5

6

7 //方法：入栈操作

8 public void push(intdata) {

9 if (head == null) {

10 head = newNode(data);

11 current =head;

12 } else{

13 Node node = newNode(data);

14 node.pre = current;//current结点将作为当前结点的前驱结点

15 current = node; //让current结点永远指向新添加的那个结点

16 }

17 }

18

19 publicNode pop() {

20 if (current == null) {

21 return null;

22 }

23

24 Node node = current; //current结点是我们要出栈的结点

25 current = current.pre; //每出栈一个结点后，current后退一位

26 returnnode;

27

28 }

29

30

31 classNode {

32 intdata;

33 Node pre; //我们需要知道当前结点的前一个结点

34

35 public Node(intdata) {

36 this.data =data;

37 }

38 }

39

40

41 public static voidmain(String[] args) {

42

43 Stack stack = newStack();

44 stack.push(1);

45 stack.push(2);

46 stack.push(3);

47

48 System.out.println(stack.pop().data);

49 System.out.println(stack.pop().data);

50 System.out.println(stack.pop().data);

51 }

52

53 }

入栈操作时，14、15行代码是关键。

运行效果：

2、队列的创建：

队列的创建有两种形式：基于数组结构实现(顺序队列)、基于链表结构实现(链式队列)。

我们接下来通过链表的形式来创建队列，这样的话，队列在扩充时会比较方便。队列在出队时，从头结点head开始。

代码实现：

入栈时，和在普通的链表中添加结点的操作是一样的；出队时，出的永远都是head结点。

1 public classQueue {

2 publicNode head;

3 publicNode curent;

4

5 //方法：链表中添加结点

6 public void add(intdata) {

7 if (head == null) {

8 head = newNode(data);

9 curent =head;

10 } else{

11 curent.next = newNode(data);

12 curent =curent.next;

13 }

14 }

15

16 //方法：出队操作

17 public int pop() throwsException {

18 if (head == null) {

19 throw new Exception("队列为空");

20 }

21

22 Node node = head; //node结点就是我们要出队的结点

23 head = head.next; //出队之后，head指针向下移

24

25 returnnode.data;

26

27 }

28

29

30 classNode {

31 intdata;

32 Node next;

33

34 public Node(intdata) {

35 this.data =data;

36 }

37 }

38

39

40 public static void main(String[] args) throwsException {

41 Queue queue = newQueue();

42 //入队操作

43 for (int i = 0; i < 5; i++) {

44 queue.add(i);

45 }

46

47 //出队操作

48 System.out.println(queue.pop());

49 System.out.println(queue.pop());

50 System.out.println(queue.pop());

51

52 }

53 }

运行效果：

3、两个栈实现一个队列：

思路：

栈1用于存储元素，栈2用于弹出元素，负负得正。

说的通俗一点，现在把数据1、2、3分别入栈一，然后从栈一中出来(3、2、1)，放到栈二中，那么，从栈二中出来的数据(1、2、3)就符合队列的规律了，即负负得正。

完整版代码实现：

1 importjava.util.Stack;

2

3 /**

4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.

5 */

6 public classQueue {

7

8 private Stack stack1 = new Stack<>();//执行入队操作的栈

9 private Stack stack2 = new Stack<>();//执行出队操作的栈

10

11

12 //方法：给队列增加一个入队的操作

13 public void push(intdata) {

14 stack1.push(data);

15

16 }

17

18 //方法：给队列正价一个出队的操作

19 public int pop() throwsException {

20

21

22 if (stack2.empty()) {//stack1中的数据放到stack2之前，先要保证stack2里面是空的(要么一开始就是空的，要么是stack2中的数据出完了)，不然出队的顺序会乱的，这一点很容易忘

23

24 while (!stack1.empty()) {

25 stack2.push(stack1.pop());//把stack1中的数据出栈，放到stack2中【核心代码】

26 }

27

28 }

29

30 if (stack2.empty()) { //stack2为空时，有两种可能：1、一开始，两个栈的数据都是空的；2、stack2中的数据出完了

31 throw new Exception("队列为空");

32 }

33

34 returnstack2.pop();

35 }

36

37 public static void main(String[] args) throwsException {

38 Queue queue = newQueue();

39 queue.push(1);

40 queue.push(2);

41 queue.push(3);

42

43 System.out.println(queue.pop());

44

45 queue.push(4);

46

47 System.out.println(queue.pop());

48 System.out.println(queue.pop());

49 System.out.println(queue.pop());

50

51 }

52

53 }

注意第22行和第30行代码的顺序，以及注释，需要仔细理解其含义。

运行效果：

4、两个队列实现一个栈：

思路：

将1、2、3依次入队列一， 然后最上面的3留在队列一，将下面的2、3入队列二，将3出队列一，此时队列一空了，然后把队列二中的所有数据入队列一；将最上面的2留在队列一，将下面的3入队列二。。。依次循环。

代码实现：

1 importjava.util.ArrayDeque;

2 importjava.util.Queue;

3

4 /**

5 * Created by smyhvae on 2015/9/9.

6 */

7 public classStack {

8

9 Queue queue1 = new ArrayDeque();

10 Queue queue2 = new ArrayDeque();

11

12 //方法：入栈操作

13 public void push(intdata) {

14 queue1.add(data);

15 }

16

17 //方法：出栈操作

18 public int pop() throwsException {

19 intdata;

20 if (queue1.size() == 0) {

21 throw new Exception("栈为空");

22 }

23

24 while (queue1.size() != 0) {

25 if (queue1.size() == 1) {

26 data =queue1.poll();

27 while (queue2.size() != 0) { //把queue2中的全部数据放到队列一中

28 queue1.add(queue2.poll());

29 returndata;

30 }

31 }

32 queue2.add(queue1.poll());

33 }

34 throw new Exception("栈为空");//不知道这一行的代码是什么意思

35 }

36

37 public static void main(String[] args) throwsException {

38 Stack stack = newStack();

39

40 stack.push(1);

41 stack.push(2);

42 stack.push(3);

43

44 System.out.println(stack.pop());

45 System.out.println(stack.pop());

46 stack.push(4);

47 }

48 }

运行效果：

5、设计含最小函数min()的栈，要求min、push、pop、的时间复杂度都是O(1)。min方法的作用是：就能返回是栈中的最小值。【微信面试题】

普通思路：

一般情况下，我们可能会这么想：利用min变量，每次添加元素时，都和min元素作比较，这样的话，就能保证min存放的是最小值。但是这样的话，会存在一个问题：如果最小的元素出栈了，那怎么知道剩下的元素中哪个是最小的元素呢？

改进思路：

这里需要加一个辅助栈，用空间换取时间。辅助栈中，栈顶永远保存着当前栈中最小的数值。具体是这样的：原栈中，每次添加一个新元素时，就和辅助栈的栈顶元素相比较，如果新元素小，就把新元素的值放到辅助栈中，如果新元素大，就把辅助栈的栈顶元素再copy一遍放到辅助栈的栈顶；原栈中，出栈时，

完整代码实现：

1 importjava.util.Stack;

2

3 /**

4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.

5 */

6 public classMinStack {

7

8 private Stack stack = new Stack();

9 private Stack minStack = new Stack(); //辅助栈：栈顶永远保存stack中当前的最小的元素

10

11

12 public void push(intdata) {

13 stack.push(data); //直接往栈中添加数据

14

15 //在辅助栈中需要做判断

16 if (minStack.size() == 0 || data

17 minStack.push(data);

18 } else{

19 minStack.add(minStack.peek()); //【核心代码】peek方法返回的是栈顶的元素

20 }21 }

22

23 public int pop() throwsException {

24 if (stack.size() == 0) {

25 throw new Exception("栈中为空");

26 }

27

28 int data =stack.pop();

29 minStack.pop(); //核心代码

30 returndata;

31 }

32

33 public int min() throwsException {

34 if (minStack.size() == 0) {

35 throw new Exception("栈中空了");

36 }

37 returnminStack.peek();

38 }

39

40 public static void main(String[] args) throwsException {

41 MinStack stack = newMinStack();

42 stack.push(4);

43 stack.push(3);

44 stack.push(5);

45

46 System.out.println(stack.min());

47 }

48 }

6、判断栈的push和pop序列是否一致：

通俗一点讲：已知一组数据1、2、3、4、5依次进栈，那么它的出栈方式有很多种，请判断一下给出的出栈方式是否是正确的？

例如：

数据：

1、2、3、4、5

出栈1：

5、4、3、2、1(正确)

出栈2：

4、5、3、2、1(正确)

出栈3：

4、3、5、1、2(错误)

完整版代码：

1 importjava.util.Stack;

2

3 /**

4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.

5 */

6 public classStackTest {

7

8

9 //方法：data1数组的顺序表示入栈的顺序。现在判断data2的这种出栈顺序是否正确

10 public static boolean sequenseIsPop(int[] data1, int[] data2) {

11 Stack stack = new Stack(); //这里需要用到辅助栈

12

13 for (int i = 0, j = 0; i < data1.length; i++) {

14 stack.push(data1[i]);

15

16 while (stack.size() > 0 && stack.peek() ==data2[j]) {

17 stack.pop();

18 j++;

19 }20 }

21 return stack.size() == 0;22 }

23

24

25 public static voidmain(String[] args) {

26

27 Stack stack = new Stack();

28

29 int[] data1 = {1, 2, 3, 4, 5};

30 int[] data2 = {4, 5, 3, 2, 1};

31 int[] data3 = {4, 5, 2, 3, 1};

32

33 System.out.println(sequenseIsPop(data1, data2));

34 System.out.println(sequenseIsPop(data1, data3));

35 }

36 }

代码比较简洁，但也比较难理解，要仔细体会。

运行效果：