java为什么不推荐使用stack_栈和队列的面试题Java实现,Stack类继承于Vector这两个类都不推荐使用...
在 thinking in java中看到過說Stack類繼承于Vector,而這兩個類都不推薦使用了,但是在做一到OJ題時,我用LinkedList來模擬棧和直接用Stack,發現在進行入棧出棧操作時Stack的速度竟然還快一點
然而需要多線程的時候有Collections.synchronizedList,還有java.util.concurrent包下的。所以還是忘了這貨吧。
Java 中還有非常多的地方使用到了棧。
棧是一種數據結構,所以它使用的非常普遍。面試中遇到它的可能性也比較大,所以還是很有必要掌握的。
java.util.Stack?類 Java 官方已經不在建議使用了。現在官方推薦使用?java.util.Deque。類似下面的用法:
Deque stack = new ArrayDeque();
那么 Java 為什么不推薦使用 Stack 呢?為什么 Stack 被廢棄了呢?
很簡單,因為 Stack 是 JDK 1.0 的產物。它繼承自 Vector,Vector 都不被推薦使用了,你說 Stack 還會被推薦嗎?
當初 JDK1.0 在開發時,可能為了快速的推出一些基本的數據結構操作,所以推出了一些比較粗糙的類。比如,Vector、Stack、Hashtable等。這些類中的一些方法加上了 synchronized 關鍵字,容易給一些初級程序員在使用上造成一些誤解!而且在之前的幾個版本中,性能還不怎么好。
基于 Vector 實現的棧 Stack。底層實際上還是數組,所以還是存在需要擴容。Vector 是由數組實現的集合類,他包含了大量集合處理的方法。而 Stack 之所以繼承 Vector,是為了復用 Vector 中的方法,來實現進棧(push)、出棧(pop)等操作。這里就是 Stack 設計不好的地方,既然只是為了實現棧,不用鏈表來單獨實現,而是為了復用簡單的方法而迫使它繼承 Vector,Stack 和 Vector 本來是毫無關系的。這使得 Stack 在基于數組實現上效率受影響,另外因為繼承 Vector 類,Stack 可以復用 Vector 大量方法,這使得 Stack 在設計上不嚴謹。
基于上一篇文章中,我們對棧存在的一個基本認識,下面我們使用 LinkedList 自己實現一個棧。
package com.xttblog;
import java.util.LinkedList;
public class Stack {
LinkedList list;
public Stack(){
list = new LinkedList();
}
public E pop(){
return list.removeLast();
}
public void push(E o){
list.add(o);
}
public E getTop(){
return list.getLast();
}
public boolean isEmpty(){
return list.size()==0;
}
public int size(){
return list.size();
}
}
棧的最基本的特征是LIFO(Last In First Out),因此棧又被稱為后進先出的線性表。所以上面采用 LinkedList 實現的棧看起來也非常的簡單。雖然簡單,但我們并不需要重復的輪子。Java 提供了 Deuqe。Deque 是繼承自 Queue,而 Stack 是繼承自 Vector。Java 中的 Deuqe,即“double ended queue”的縮寫,是 Java 中的雙端隊列集合類型。Deque 具備普通隊列 FIFO 的功能,同時它也具備了 Stack 的 LIFO 功能,并且保留了 push 和 pop 函數,所以使用起來應該是一點障礙都沒有。
ArrayDeque 是 Deque 接口的一種具體實現,是依賴于可變數組來實現的。ArrayDeque 沒有容量限制,可根據需求自動進行擴容。ArrayDeque 可以作為棧來使用,效率要高于 Stack。ArrayDeque 也可以作為隊列來使用,效率相較于基于雙向鏈表的 LinkedList 也要更好一些。注意,ArrayDeque 不支持為 ?null 的元素。
棧和隊列的面試題Java實現
二、棧和隊列:
面試的時候,棧和隊列經常會成對出現來考察。本文包含棧和隊列的如下考試內容:
(1)棧的創建
(2)隊列的創建
(3)兩個棧實現一個隊列
(4)兩個隊列實現一個棧
(5)設計含最小函數min()的棧,要求min、push、pop、的時間復雜度都是O(1)
(6)判斷棧的push和pop序列是否一致
1、棧的創建:
我們接下來通過鏈表的形式來創建棧,方便擴充。
代碼實現:
1 public classStack {
2
3 publicNode head;
4 publicNode current;
5
6
7 //方法:入棧操作
8 public void push(intdata) {
9 if (head == null) {
10 head = newNode(data);
11 current =head;
12 } else{
13 Node node = newNode(data);
14 node.pre = current;//current結點將作為當前結點的前驅結點
15 current = node; //讓current結點永遠指向新添加的那個結點
16 }
17 }
18
19 publicNode pop() {
20 if (current == null) {
21 return null;
22 }
23
24 Node node = current; //current結點是我們要出棧的結點
25 current = current.pre; //每出棧一個結點后,current后退一位
26 returnnode;
27
28 }
29
30
31 classNode {
32 intdata;
33 Node pre; //我們需要知道當前結點的前一個結點
34
35 public Node(intdata) {
36 this.data =data;
37 }
38 }
39
40
41 public static voidmain(String[] args) {
42
43 Stack stack = newStack();
44 stack.push(1);
45 stack.push(2);
46 stack.push(3);
47
48 System.out.println(stack.pop().data);
49 System.out.println(stack.pop().data);
50 System.out.println(stack.pop().data);
51 }
52
53 }
入棧操作時,14、15行代碼是關鍵。
運行效果:
2、隊列的創建:
隊列的創建有兩種形式:基于數組結構實現(順序隊列)、基于鏈表結構實現(鏈式隊列)。
我們接下來通過鏈表的形式來創建隊列,這樣的話,隊列在擴充時會比較方便。隊列在出隊時,從頭結點head開始。
代碼實現:
入棧時,和在普通的鏈表中添加結點的操作是一樣的;出隊時,出的永遠都是head結點。
1 public classQueue {
2 publicNode head;
3 publicNode curent;
4
5 //方法:鏈表中添加結點
6 public void add(intdata) {
7 if (head == null) {
8 head = newNode(data);
9 curent =head;
10 } else{
11 curent.next = newNode(data);
12 curent =curent.next;
13 }
14 }
15
16 //方法:出隊操作
17 public int pop() throwsException {
18 if (head == null) {
19 throw new Exception("隊列為空");
20 }
21
22 Node node = head; //node結點就是我們要出隊的結點
23 head = head.next; //出隊之后,head指針向下移
24
25 returnnode.data;
26
27 }
28
29
30 classNode {
31 intdata;
32 Node next;
33
34 public Node(intdata) {
35 this.data =data;
36 }
37 }
38
39
40 public static void main(String[] args) throwsException {
41 Queue queue = newQueue();
42 //入隊操作
43 for (int i = 0; i < 5; i++) {
44 queue.add(i);
45 }
46
47 //出隊操作
48 System.out.println(queue.pop());
49 System.out.println(queue.pop());
50 System.out.println(queue.pop());
51
52 }
53 }
運行效果:
3、兩個棧實現一個隊列:
思路:
棧1用于存儲元素,棧2用于彈出元素,負負得正。
說的通俗一點,現在把數據1、2、3分別入棧一,然后從棧一中出來(3、2、1),放到棧二中,那么,從棧二中出來的數據(1、2、3)就符合隊列的規律了,即負負得正。
完整版代碼實現:
1 importjava.util.Stack;
2
3 /**
4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.
5 */
6 public classQueue {
7
8 private Stack stack1 = new Stack<>();//執行入隊操作的棧
9 private Stack stack2 = new Stack<>();//執行出隊操作的棧
10
11
12 //方法:給隊列增加一個入隊的操作
13 public void push(intdata) {
14 stack1.push(data);
15
16 }
17
18 //方法:給隊列正價一個出隊的操作
19 public int pop() throwsException {
20
21
22 if (stack2.empty()) {//stack1中的數據放到stack2之前,先要保證stack2里面是空的(要么一開始就是空的,要么是stack2中的數據出完了),不然出隊的順序會亂的,這一點很容易忘
23
24 while (!stack1.empty()) {
25 stack2.push(stack1.pop());//把stack1中的數據出棧,放到stack2中【核心代碼】
26 }
27
28 }
29
30 if (stack2.empty()) { //stack2為空時,有兩種可能:1、一開始,兩個棧的數據都是空的;2、stack2中的數據出完了
31 throw new Exception("隊列為空");
32 }
33
34 returnstack2.pop();
35 }
36
37 public static void main(String[] args) throwsException {
38 Queue queue = newQueue();
39 queue.push(1);
40 queue.push(2);
41 queue.push(3);
42
43 System.out.println(queue.pop());
44
45 queue.push(4);
46
47 System.out.println(queue.pop());
48 System.out.println(queue.pop());
49 System.out.println(queue.pop());
50
51 }
52
53 }
注意第22行和第30行代碼的順序,以及注釋,需要仔細理解其含義。
運行效果:
4、兩個隊列實現一個棧:
思路:
將1、2、3依次入隊列一, 然后最上面的3留在隊列一,將下面的2、3入隊列二,將3出隊列一,此時隊列一空了,然后把隊列二中的所有數據入隊列一;將最上面的2留在隊列一,將下面的3入隊列二。。。依次循環。
代碼實現:
1 importjava.util.ArrayDeque;
2 importjava.util.Queue;
3
4 /**
5 * Created by smyhvae on 2015/9/9.
6 */
7 public classStack {
8
9 Queue queue1 = new ArrayDeque();
10 Queue queue2 = new ArrayDeque();
11
12 //方法:入棧操作
13 public void push(intdata) {
14 queue1.add(data);
15 }
16
17 //方法:出棧操作
18 public int pop() throwsException {
19 intdata;
20 if (queue1.size() == 0) {
21 throw new Exception("棧為空");
22 }
23
24 while (queue1.size() != 0) {
25 if (queue1.size() == 1) {
26 data =queue1.poll();
27 while (queue2.size() != 0) { //把queue2中的全部數據放到隊列一中
28 queue1.add(queue2.poll());
29 returndata;
30 }
31 }
32 queue2.add(queue1.poll());
33 }
34 throw new Exception("棧為空");//不知道這一行的代碼是什么意思
35 }
36
37 public static void main(String[] args) throwsException {
38 Stack stack = newStack();
39
40 stack.push(1);
41 stack.push(2);
42 stack.push(3);
43
44 System.out.println(stack.pop());
45 System.out.println(stack.pop());
46 stack.push(4);
47 }
48 }
運行效果:
5、設計含最小函數min()的棧,要求min、push、pop、的時間復雜度都是O(1)。min方法的作用是:就能返回是棧中的最小值。【微信面試題】
普通思路:
一般情況下,我們可能會這么想:利用min變量,每次添加元素時,都和min元素作比較,這樣的話,就能保證min存放的是最小值。但是這樣的話,會存在一個問題:如果最小的元素出棧了,那怎么知道剩下的元素中哪個是最小的元素呢?
改進思路:
這里需要加一個輔助棧,用空間換取時間。輔助棧中,棧頂永遠保存著當前棧中最小的數值。具體是這樣的:原棧中,每次添加一個新元素時,就和輔助棧的棧頂元素相比較,如果新元素小,就把新元素的值放到輔助棧中,如果新元素大,就把輔助棧的棧頂元素再copy一遍放到輔助棧的棧頂;原棧中,出棧時,
完整代碼實現:
1 importjava.util.Stack;
2
3 /**
4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.
5 */
6 public classMinStack {
7
8 private Stack stack = new Stack();
9 private Stack minStack = new Stack(); //輔助棧:棧頂永遠保存stack中當前的最小的元素
10
11
12 public void push(intdata) {
13 stack.push(data); //直接往棧中添加數據
14
15 //在輔助棧中需要做判斷
16 if (minStack.size() == 0 || data
17 minStack.push(data);
18 } else{
19 minStack.add(minStack.peek()); //【核心代碼】peek方法返回的是棧頂的元素
20 }21 }
22
23 public int pop() throwsException {
24 if (stack.size() == 0) {
25 throw new Exception("棧中為空");
26 }
27
28 int data =stack.pop();
29 minStack.pop(); //核心代碼
30 returndata;
31 }
32
33 public int min() throwsException {
34 if (minStack.size() == 0) {
35 throw new Exception("棧中空了");
36 }
37 returnminStack.peek();
38 }
39
40 public static void main(String[] args) throwsException {
41 MinStack stack = newMinStack();
42 stack.push(4);
43 stack.push(3);
44 stack.push(5);
45
46 System.out.println(stack.min());
47 }
48 }
6、判斷棧的push和pop序列是否一致:
通俗一點講:已知一組數據1、2、3、4、5依次進棧,那么它的出棧方式有很多種,請判斷一下給出的出棧方式是否是正確的?
例如:
數據:
1、2、3、4、5
出棧1:
5、4、3、2、1(正確)
出棧2:
4、5、3、2、1(正確)
出棧3:
4、3、5、1、2(錯誤)
完整版代碼:
1 importjava.util.Stack;
2
3 /**
4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.
5 */
6 public classStackTest {
7
8
9 //方法:data1數組的順序表示入棧的順序。現在判斷data2的這種出棧順序是否正確
10 public static boolean sequenseIsPop(int[] data1, int[] data2) {
11 Stack stack = new Stack(); //這里需要用到輔助棧
12
13 for (int i = 0, j = 0; i < data1.length; i++) {
14 stack.push(data1[i]);
15
16 while (stack.size() > 0 && stack.peek() ==data2[j]) {
17 stack.pop();
18 j++;
19 }20 }
21 return stack.size() == 0;22 }
23
24
25 public static voidmain(String[] args) {
26
27 Stack stack = new Stack();
28
29 int[] data1 = {1, 2, 3, 4, 5};
30 int[] data2 = {4, 5, 3, 2, 1};
31 int[] data3 = {4, 5, 2, 3, 1};
32
33 System.out.println(sequenseIsPop(data1, data2));
34 System.out.println(sequenseIsPop(data1, data3));
35 }
36 }
代碼比較簡潔,但也比較難理解,要仔細體會。
運行效果:
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java为什么不推荐使用stack_栈和队列的面试题Java实现,Stack类继承于Vector这两个类都不推荐使用...的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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