ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台

标题: 为什么Java已经不推荐使用Stack了？ [打印本页]

作者: 花瓣小跑 时间: 2024-9-10 21:10
标题: 为什么Java已经不推荐使用Stack了？
为什么不推荐使用Stack

Java已不推荐使用Stack，而是推荐使用更高效的ArrayDeque
为什么不推荐使用

性能低：是因为 Stack 继承自 Vector，而 Vector 在每个方法中都加了锁。由于须要兼容老的项目，很难在原有的基础上进行优化，因此 Vector 就被淘汰掉了，使用 ArrayList 和 CopyOnWriteArrayList 来代替，假如在非线程安全的情况下可以使用 ArrayList，线程安全的情况下可以使用 CopyOnWriteArrayList 。
破坏了原有的数据结构：栈的定义是在一端进行 push 和 pop 操纵，除此之外不应该包含其他入栈和出栈的方法，但是 Stack 继承自 Vector，使得 Stack 可以使用父类 Vector 公有的方法。

为什么现在还在用

但是为什么还有许多人在使用 Stack。总结了一下主要有两个原因。

JDK 官方是不推荐使用 Stack，之所以还有许多人在使用，是因为 JDK 并没有加 deprecation 注解，只是在文档和注释中声明不发起使用，但是很少有人会去关注其实现细节
更多的是为了笔试面试在做算法题的时候，关注点在解决问题的算法逻辑思路上，并不会关注在差别语言下 Stack 实现细节，但是对于使用 Java 语言的业务开辟者，不仅须要关注算法逻辑本身，也须要关注它的实现细节

为什么推荐使用 Deque 接口替换栈

假如 JDK 不推荐使用 Stack，那应该使用什么集合类来替换栈，一起看看官方的文档。

正如图中标注部分所示，栈的相关操纵应该由 Deque 接口来提供，推荐使用 Deque 这种数据结构，以及它的子类，比方 ArrayDeque。

val stack: Deque<Int> = ArrayDeque()

复制代码

使用 Deque 接口来实现栈的功能有什么好处：

速度比 Stack 快

这个类作为栈使用时可能比 Stack 快，作为队列使用时可能比 LinkedList 快。因为原来的 Java 的 Stack 继承自 Vector，而 Vector 在每个方法中都加了锁，而 Deque 的子类 ArrayDeque 并没有锁的开销。

屏蔽掉无关的方法

原来的 Java 的 Stack，包含了在任何位置添加或者删除元素的方法，这些不是栈应该有的方法，所以须要屏蔽掉这些无关的方法。声明为 Deque 接口可以解决这个问题，在接口中声明栈须要用到的方法，无需管子类是如何是实现的，对于上层使用者来说，只可以调用和栈相关的方法。
Stack 和 ArrayDeque的区别

集合范例数据结构是否线程安全Stack数组是ArrayDeque数组否Stack 常用的方法如下所示：
操纵方法入栈push(E item)出栈pop()查看栈顶peek() 为空时返回 nullArrayDeque 常用的方法如下所示：
操纵方法入栈push(E item)出栈poll() 栈为空时返回 nullpop() 栈为空时会抛出异常查看栈顶peek() 为空时返回 nullQueue介绍

Java里有一个叫做Stack的类，却没有叫做Queue的类(它是个接口名字)。当须要使用栈时，Java已不推荐使用Stack，而是推荐使用更高效的ArrayDeque；既然Queue只是一个接口，当须要使用队列时也就首选ArrayDeque了(次选是LinkedList)。
Queue

Queue接口继承自Collection接口，除了最根本的Collection的方法之外，它还支持额外的insertion, extraction和inspection操纵。这里有两组格式，共6个方法，一组是抛出异常的实现；另外一组是返回值的实现(没有则返回null)。

Deque

Deque 是"double ended queue", 表示双向的队列，英文读作"deck". Deque 继承自 Queue接口，除了支持Queue的方法之外，还支持 insert , remove 和 examine操纵，由于Deque是双向的，所以可以对队列的头和尾都进行操纵，它同时也支持两组格式，一组是抛出异常的实现；另外一组是返回值的实现(没有则返回null)。共12个方法如下:

当把 Deque 当做FIFO的 queue 来使用时，元素是从 deque 的尾部添加，从头部进行删除的；所以 deque 的部分方法是和 queue 是等同的。具体如下:

Deque的寄义是“double ended queue”，即双端队列，它既可以当作栈使用，也可以当作队列使用。下表列出了Deque与Queue相对应的接口:

下表列出了Deque与Stack对应的接口:

上面两个表共定义了Deque的12个接口。添加，删除，取值都有两套接口，它们功能相同，区别是对失败情况的处理差别。一套接口碰到失败就会抛出异常，另一套碰到失败会返回特殊值( false 或 null )。除非某种实现对容量有限定，大多数情况下，添加操纵是不会失败的。固然Deque的接口有12个之多，但无非就是对容器的两端进行操纵，或添加，或删除，或查看。
ArrayDeque和LinkedList是Deque的两个通用实现，由于官方更推荐使用AarryDeque用作栈和队列，加之上一篇已经讲解过LinkedList，本文将偏重讲解ArrayDeque的具体实现
从名字可以看出ArrayDeque底层通过数组实现，为了满意可以同时在数组两端插入或删除元素的需求，该数组还必须是循环的，即循环数组(circular array)，也就是说数组的任何一点都可能被看作起点或者止境。ArrayDeque是非线程安全的(not thread-safe)，当多个线程同时使用的时候，须要程序员手动同步；另外，该容器不允许放入 null 元素。

上图中我们看到， head 指向首端第一个有效元素， tail 指向尾端第一个可以插入元素的空位。因为是循环数组，所以 head 不一定总等于0， tail 也不一定总是比 head 大。
方法分析

addFirst()

addFirst(E e)的作用是在Deque的首端插入元素，也就是在head的前面插入元素，在空间足够且下标没有越界的情况下，只须要将elements[--head] = e即可。

实际须要考虑:

空间是否够用
下标是否越界的问题

上图中，假如head为0之后接着调用addFirst()，固然空余空间还够用，但head为-1，下标越界了。

//addFirst(E e)
public void addFirst(E e) {
if (e == null)//不允许放入null
throw new NullPointerException();
elements[head = (head - 1) & (elements.length - 1)] = e;//2.下标是否越界
if (head == tail)//1.空间是否够用
doubleCapacity();//扩容
}

复制代码

上述代码可以看到，空间问题是在插入之后解决的；首先，因为tail总是指向下一个可插入的空位，也就意味着elements数组至少有一个空位，所以插入元素的时候不消考虑空间问题。
下标越界的处理解决起来非常简朴，head = (head - 1) & (elements.length - 1)就可以了，这段代码相称于取余，同时解决了head为负值的情况。因为elements.length必需是2的指数倍，elements - 1就是二进制低位全1，跟head - 1相与之后就起到了取模的作用，假如head - 1为负数(其实只可能是-1)，则相称于对其取相对于elements.length的补码。

计算机里数值都是用补码表示的，假如是8位的，-1就是1111 1111，而 (elements.length - 1) 也是 1111 1111，因此两者相与也就是(elements.length - 1)；

head = (head - 1) & (elements.length - 1) 最后再让算出的位置赋值给head，因此其实这段代码就是让head再从后往前赋值

扩容函数doubleCapacity()，其逻辑是申请一个更大的数组(原数组的两倍)，然后将原数组复制过去。过程如下图所示:

图中可以看到，复制分两次进行，第一次复制head右边的元素，第二次复制head左边的元素。
[code]//doubleCapacity()private void doubleCapacity() { assert head == tail; int p = head; int n = elements.length; int r = n - p; // head右边元素的个数 int newCapacity = n

欢迎光临 ToB企服应用市场:ToB评测及商务社交产业平台 (https://dis.qidao123.com/)