如何使用数组和泛型在Java实现堆栈？

堆栈（Stack）是一种常见的数据结构，它具有后进先出（Last In First Out，LIFO）的特点，比如执行函数调用时就可以使用堆栈。在Java中，我们可以使用数组和泛型来实现堆栈。

使用数组实现堆栈

我们可以使用数组来实现堆栈。不过在Java中，数组是不可变长度的，所以我们需要使用一个变量来记录当前栈顶的位置。

public class Stack<T> {

    private T[] data;
    private int top;

    public Stack(int capacity) {
        data =(T[]) new Object[capacity];
        top = -1;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    public boolean isFull() {
        return top == data.length - 1;
    }

    public void push(T value) {
        if (isFull()) {
            return;
        }
        data[++top] = value;
    }

    public T pop() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return data[top--];
    }

    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return data[top];
    }

}

在这个例子中，我们使用了泛型 T 来表示栈中存放的数据类型。在构造函数中，我们初始化了一个大小为 capacity 的数组 data，并将 top 设为 -1，表示栈为空。我们还提供了三个方法：isEmpty()，isFull() 和 push()。isEmpty() 方法用于判断栈是否为空；isFull() 方法用于判断栈是否已满；push() 方法用于将元素入栈。在 push() 方法中，我们先进行 isFull() 的判断，如果已满，则不进行入栈操作。如果还有空间，则将 top 加 1，并将指定的元素存放到 data[top] 的位置上。

我们还提供了两个方法 pop() 和 peek()。pop() 方法用于将栈顶元素出栈，并返回该元素；peek() 方法用于返回栈顶元素，但不将其出栈。

使用泛型实现堆栈

在上一个例子中，我们使用了泛型T来表示栈中的元素类型。如果我们想要存放其他类型的元素，那么需要修改代码，并将T替换为其他类型。而泛型可以帮助我们避免这种重复劳动，使代码更加灵活。

public class Stack<E> {

    private Object[] data;
    private int top;

    public Stack(int capacity) {
        data = new Object[capacity];
        top = -1;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    public boolean isFull() {
        return top == data.length - 1;
    }

    public void push(E value) {
        if (isFull()) {
            return;
        }
        data[++top] = value;
    }

    public E pop() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return (E) data[top--];
    }

    public E peek() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return (E) data[top];
    }

}

在这个例子中，我们同样使用了泛型，但是泛型 E 只在堆栈中的元素类型上使用，而不是数组的类型。在 push()、pop() 和 peek() 方法中，我们需要将 Object 类型强制转换为 E 类型。

总结

使用数组和泛型可以很容易地实现堆栈。数组实现要在构造函数中初始化，同时需要注意判断栈是否空或满。泛型实现可以更好地适应各种类型的元素。在使用时，我们只需要将元素类型作为泛型参数传入即可。