使用JAVA数组实现顺序栈

1，首先总结一下线性表（分为顺序表和链接表，【即顺序存储结构和链式存储结构的区别】）和栈（顺序栈和链接栈）还有队列（顺序队列和链接队列）的JAVA类库中的实现：

java.util.ArrayList 实现了顺序表，java.util.LinkedList 实现了链接表的功能。

java.util.ArrayDeque实现了顺序栈和顺序队列（该类中即定义了与栈操作有关的方法，也定义了与队列操作有关的方法）、java.util.LinkedList实现了链接栈和链接队列。

2，定义了一个Stack<E>接口，指明该栈实现了哪些具体的操作。接口如下：

 1 public interface Stack<E> {
 2     public int length();//返回栈的长度
 3     
 4     public E pop();//出栈
 5     
 6     public void push(E element);//进栈
 7     
 8     public E peek();//访问栈顶元素
 9     
10     public boolean empty();//判断栈是否为空
11     
12     public void clear();//清空栈
13 }

3，在JAVA类库中，java.util.ArrayDeque类实现了顺序栈的功能。ArrayDeque可以实现动态地扩展栈的大小，但是不支持多线程访问。同时，ArrayDeque还实现了顺序队列的功能。

4，定义了一个Object[] 类型的数组，用来保存顺序栈中的元素。具体实现类SequenceStack.java 如下：

import java.util.Arrays;

public class SequenceStack<E> implements Stack<E> {
    
    private int DEFAULT_SIZE = 16;//定义栈的初始默认长度
    private int capacity;//保存顺序栈的长度
    private int size;//保存顺序栈中元素的个数
    private Object[] elementData;//定义一个数组用于保存顺序栈中的元素
    
    public SequenceStack() {
        capacity = DEFAULT_SIZE;
        elementData = new Object[capacity];
    }
    
    //以指定的大小来创建栈
    public SequenceStack(int initSize){
        capacity = 1;
        while(capacity < initSize)
            capacity <<= 1;//将capacity设置成大于initSize的最小2次方
        elementData = new Object[capacity];
    }

    //返回当前顺序栈中元素的个数
    public int length() {
        return size;
    }

    public E pop() {
        if(empty())
            throw new IndexOutOfBoundsException("栈空，不能出栈");
        E oldValue = (E)elementData[size - 1];
        elementData[--size] = null;//让垃圾回收器及时回收，避免内存泄露
        return oldValue;
    }

    public void push(E element) {
        ensureCapacity(size + 1);
        elementData[size++] = element;
    }
    
    private void ensureCapacity(int minCapacity){
        if(minCapacity > capacity){
            while(capacity < minCapacity)
                capacity <<= 1;
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, capacity);
        }
    }

    //获取栈顶元素，不会将栈顶元素删除
    public E peek() {
        if(size == 0)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("栈为空");
        return (E)elementData[size - 1];
    }

    public boolean empty() {
        return size == 0;
    }

    public void clear() {
//        Arrays.fill(elementData, null);
        for(int i = 0; i < size; i++)
            elementData[i] = null;
        size = 0;
    }

    public String toString(){
        if(size == 0)
            return "[]";
        else{
            StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
            for(int i = size - 1; i >= 0; i--)
                sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
            int len = sb.length();
            //删除由于上面for循环中最后添加的多余的两个字符 (一个是逗号，一个是空格符号)
            return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
        }
    }
}