在Java中如何使用Stack实现栈操作_Stack开发实践经验

Stack是Vector的子类，用于实现LIFO栈结构，提供push、pop、peek等方法；但因继承Vector导致同步开销且暴露非栈操作，官方推荐使用ArrayDeque替代，如括号匹配等场景中Deque更高效安全。

Java中的Stack类是Vector的一个子类，用于实现后进先出（LIFO）的栈结构。虽然在实际开发中更推荐使用Deque接口的实现类如ArrayDeque来替代Stack，但理解Stack的基本用法和其局限性仍然具有实践意义。

1. Stack的基本操作方法

Stack提供了几个核心方法来完成常见的栈操作：

• push(E item)：将元素压入栈顶。
• pop()：移除并返回栈顶元素，如果栈为空则抛出EmptyStackException。
• peek()：返回栈顶元素但不移除它，栈为空时同样抛异常。
• empty()：判断栈是否为空，空则返回true。
• search(Object o)：查找元素在栈中的位置（从1开始计数），未找到返回-1。

Stack stack = new Stack<>();
stack.push("A");
stack.push("B");
stack.push("C");

System.out.println("栈顶元素: " + stack.peek()); // 输出 C
System.out.println("弹出元素: " + stack.pop());   // 输出 C
System.out.println("是否为空: " + stack.empty()); // 输出 false
  

2. 实际应用场景与注意事项

尽管Stack类可以直接使用，但在生产环境中存在一些问题需要特别注意：

• 继承自Vector导致性能开销：Stack继承自Vector，所有方法都是同步的，带来不必要的线程安全开销，在单线程场景下效率较低。
• 暴露非栈操作接口：由于继承Vector，Stack可以调用add()、remove()等非栈行为的方法，容易破坏栈的逻辑结构。
• 官方不推荐使用：Java官方文档明确指出，建议使用Deque替代Stack。

Deque stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(1);
stack.push(2);
System.out.println(stack.pop()); // 输出 2
  

ArrayDeque不仅性能更好，而且专为栈和队列设计，API清晰且无多余操作。

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3. 典型实践：括号匹配检测

利用栈的特性可以轻松实现括号匹配校验，这是算法中常见应用。

public static boolean isValidParentheses(String s) {
    Deque 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();
}
  

该方法通过入栈左括号、出栈匹配右括号的方式判断表达式是否合法，体现了栈在递归结构解析中的价值。