Java栈和队列使用方法全解析

Java中已不推荐使用过时且性能低下的java.util.Stack类，也不应直接实例化Queue接口，而应优先选用ArrayDeque——它作为Deque接口的高效实现，既能安全、高性能地模拟栈（通过push/pop/peek），也能充当队列（通过offer/poll/peek），同时避免了Stack继承Vector带来的线程同步开销和语义污染；实际开发中需严格区分使用场景，保持同一Deque变量的语义统一（只作栈或只作队列），并始终采用poll()/peek()等健壮方法配合null检查来处理空集合，而非依赖易出错的add()/remove()/element()或异常捕获，从而写出更清晰、高效、不易出bug的集合操作代码。

Java里没有直接的 Stack 和 Queue 接口实现类能“开箱即用”——Stack 类已过时，Queue 是接口，必须选具体实现。别用 Stack，改用 Deque；队列优先选 ArrayDeque 或 LinkedList。

为什么不该用 java.util.Stack

Stack 继承自 Vector，是线程安全但性能差的遗留类，所有方法都加了 synchronized；它违背了“栈只应支持 LIFO 操作”的设计原则，还暴露了 Vector 的冗余方法（如 elementAt()、removeAllElements()）。

替代方案：ArrayDeque（推荐）或 LinkedList，二者都实现了 Deque 接口，提供标准栈操作：

• push(e) → 入栈（等价于 addFirst(e)）
• pop() → 出栈（等价于 removeFirst()），空时抛 NoSuchElementException
• peek() → 查看栈顶（等价于 getFirst()），空时也抛异常

示例：

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

Queue 接口该用哪个实现类

Queue 是接口，不能 new。常见实现有三个，适用场景不同：

• ArrayDeque：非线程安全，基于循环数组，入队/出队均摊 O(1)，无容量限制，**首选**（除非需要线程安全或延迟队列语义）
• LinkedList：也实现 Queue，但底层是链表，内存开销略大，性能略逊于 ArrayDeque；仅在需频繁插入/删除中间节点时才考虑
• PriorityQueue：不是 FIFO，而是按优先级排序；若你想要“最小元素先出”，才用它；否则别选

注意：offer(e)（成功返回 true，失败如满队列返回 false）比 add(e)（失败直接抛 IllegalStateException）更安全；poll() 和 peek() 同理，比 remove()/element() 更健壮。

Deque 同时当栈和队列用没问题吗

可以，而且正是它的设计本意。Deque（double-ended queue）既支持栈操作（push/pop/peek），也支持队列操作（offer/poll/peek），甚至双向操作（addLast/removeFirst 等）。

但要注意命名歧义：

• peek() 在栈语境下是看栈顶，在队列语境下是看队首——其实是同一个动作（看头部）
• poll() 总是从头部移除；若想从尾部出队，得用 pollLast()
• 混用时容易逻辑混乱，建议一个变量只固定一种语义：要么全当栈（只用 push/pop），要么全当队列（只用 offer/poll）

别写这种易错代码：

Deque<String> dq = new ArrayDeque<>();
dq.push("a");     // 当栈用
dq.offer("b");    // 突然当队列用 → "b" 被加到尾部，但你可能以为在栈顶

空集合操作的异常行为必须检查

几乎所有栈/队列操作在空时都有明确异常策略，但不统一：

• pop()、remove()、element()：空时抛 NoSuchElementException
• peek()、poll()：空时返回 null（引用类型）或 0/false（基本类型包装时需拆箱注意 NPE）

所以实际编码中，除非你确定非空，否则优先用 poll() / peek() + null 判断，而不是依赖 try-catch 捕获 NoSuchElementException——后者是异常流，性能差且掩盖逻辑问题。

最容易被忽略的是泛型擦除后对 null 的误判：比如 Deque 中 poll() 返回 null，但如果你写了 int x = dq.poll();，会触发自动拆箱，空时直接抛 NullPointerException，不是 NoSuchElementException。

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