Java Stack 棧完整解析：原理、源碼與實戰應用

Stack 簡介

Stack<E> 實作後進先出 (LIFO) 棧結構，繼承自 Vector<E>，底層以動態陣列儲存。同步安全但效能較差，現代開發建議改用 ArrayDeque 或 LinkedList。

類繼承關係

核心 API

源碼核心邏輯 (JDK 8)

public class Stack<E> extends Vector<E> {
    public E push(E item) {
        addElement(item);  // Vector 尾部新增
        return item;
    }

    public synchronized E pop() {
        E obj = peek();
        removeElementAt(size() - 1);  // 移除最後一個
        return obj;
    }

    public synchronized E peek() {
        int len = size();
        if (len == 0) throw new EmptyStackException();
        return elementAt(len - 1);  // 直接取陣列最後一位
    }

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

    public synchronized int search(Object o) {
        int i = lastIndexOf(o);  // 從尾部向前找
        return (i >= 0) ? size() - i : -1;
    }
}

關鍵特性總結

• 陣列實作：push 相當於陣列尾部 add，pop/peek 直接存取 elementData[size-1]
• 繼承 Vector：擁有所有 Vector 方法，pop/peek/search 同步化
• 1-based search：search 回傳距離棧頂距離 (頂=1)，非索引值

實戰範例

Stack<String> stack = new Stack<>();
// 壓入 1~5
for (int i = 1; i <= 5; i++) stack.push(String.valueOf(i));

// 索引遍歷 (最快)
for (int i = 0; i < stack.size(); i++) 
    System.out.print(stack.get(i) + " ");  // 1 2 3 4 5

// 搜尋位置
System.out.println("\n位置: " + stack.search("2"));  // 4 (棧底=1, 棧頂=5)

// 彈出棧頂
stack.pop();  // 移除 5
// 查看新棧頂
System.out.println("Peek: " + stack.peek());  // 4

// Iterator 遍歷
for (Iterator<String> it = stack.iterator(); it.hasNext(); )
    System.out.print(it.next() + " ");  // 1 2 3 4

現代替代方案建議

// 非同步、效能更好、功能更豐富
Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push("a"); stack.push("b");
stack.pop();  // 彈出
stack.peek(); // 查看

// 或 LinkedList (同樣實作 Deque)
Deque<String> stack2 = new LinkedList<>();

結論：單線程、高效能場景請用 ArrayDeque；需同步可用 Collections.synchronizedDeque 包裝。Stack 屬 Legacy 類別，新專案不建議使用。