java堆栈如何使用

堆栈的基本概念

堆栈（Stack）是一种遵循后进先出（LIFO）原则的数据结构，核心操作包括压栈（push）和弹栈（pop）。Java中可通过java.util.Stack类或Deque接口实现。

使用java.util.Stack类

Stack是Java标准库提供的类，继承自Vector，但推荐优先使用Deque实现（见下文）。

初始化堆栈

Stack<Integer> stack = new Stack<>();

压栈操作

stack.push(1);  // 元素1入栈
stack.push(2);  // 元素2入栈

弹栈操作

int topElement = stack.pop();  // 弹出栈顶元素2

查看栈顶元素

int peekElement = stack.peek();  // 获取栈顶元素1但不移除

检查堆栈是否为空

boolean isEmpty = stack.empty();

使用Deque接口（推荐）

Java官方推荐用ArrayDeque替代Stack，因其性能更好且避免了Vector的同步开销。

初始化堆栈

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();

压栈与弹栈

stack.push(1);  // 入栈
stack.push(2);  
int top = stack.pop();  // 出栈

其他操作

int peek = stack.peek();  // 查看栈顶
boolean isEmpty = stack.isEmpty();

堆栈的典型应用场景

• 括号匹配：检查表达式中的括号是否成对出现。
• 函数调用栈：JVM用堆栈管理方法调用和返回地址。
• 逆波兰表达式：通过堆栈计算后缀表达式。

示例：括号匹配校验

public boolean isValid(String s) {
    Deque<Character> stack = new ArrayDeque<>();
    for (char c : s.toCharArray()) {
        if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
            stack.push(c);
        } else {
            if (stack.isEmpty()) return false;
            char top = stack.pop();
            if ((c == ')' && top != '(') || 
                (c == ']' && top != '[') || 
                (c == '}' && top != '{')) {
                return false;
            }
        }
    }
    return stack.isEmpty();
}

注意事项

• 线程安全：Stack是线程安全的（继承自Vector），但性能较低；ArrayDeque非线程安全。
• 容量限制：ArrayDeque默认初始容量为16，动态扩容，适合高频操作。
• 替代方案：复杂场景可考虑LinkedList实现Deque，但通常ArrayDeque更高效。