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Java栈的特点与栈的抽象数据类型

栈(Stack),也称堆栈,是一种操作受限的线性表. 栈只允许在线性表的一端进行插入/删除等操作,不允许在其他位置插入/删除。

在线性表中进行插入/删除的一端称为栈顶(top), 栈顶保存的元素称为栈顶元素, 相对的另一端称为栈底(bottom)。

如果栈中没有数据元素称为空栈。

向栈中插入元素,称为进栈或入栈, 从栈中删除元素称退栈或出栈。

栈的插入/删除操作只允许在栈顶进行, 后进栈的元素必定先出栈, 称为后进先出表(First In last Out, 简称FILO, 先进后出)。

栈可以定义为只允许在表的末端进行插入和删除的线性表。允许插入和删除的一端被称为栈顶，而另一端则被称为栈底。当栈中没有任何元素时，被称为空栈。

假设有栈S={a1,a2,a3,…,an}，那么最后加入栈中的元素an被称为栈顶。进栈按照顺序a1，a2，…,an，出栈则按照an,an-1,…a1。若an-1需要出栈，则必须先将an出栈才可以。换句话说，这个一个后进先出（LIFO,Last In First Out）的线性表。

栈的抽象类型

栈是一种特殊的线性表，其包含了一般线性表的操作，抽象数据类型ADT可以概括为两种：基于数组的存储表示和基于链表的存储表示。基于数组实现的是栈称为顺序栈，基于链表实现的栈称为链式栈。基本方法可以概括为

public interface Stack<E> {
        // 判空
        boolean isEmpty();
        // 压栈
        void push(E data);
        // 出栈
        E pop();
        // 查询栈顶元素
        E peek();
        // 清空栈
        void clear();
        // 返回栈内元素个数
        int length();
}

Java堆栈溢出

背景知识：

栈存放什么：栈存储运行时声明的变量——对象引用（或基础类型, primitive）内存空间，栈的实现是先入后出的。

堆存放什么：堆分配每一个对象内容（实例）内存空间。

栈溢出：java.lang.StackOverflowError

堆溢出：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

栈溢出实现，可以递归调用方法，这样随着栈深度的增加，JVM 维持着一条长长的方法调用轨迹。

堆溢出实现，可以循环创建对象或大的对象；

直到内存不够分配，产生栈溢出。

栈溢出

两种情况：

• 线程请求的栈深度大于虚拟机允许的最大深度 StackOverflowError

• 虚拟机在扩展栈深度时，无法申请到足够的内存空间 OutOfMemoryError

堆溢出

创建对象时如果没有可以分配的堆内存，就会出现堆溢出。

两者实例如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class testCode {
    public void testHeap(){//堆溢出
        List<byte[]> list = new ArrayList<>();
        int i=0;
        while (true){
            list.add(new byte[5*1024*1024]);
            System.out.println("count is: "+(++i));
        }
    }
    int num = 1;
    public void testStack(){ //栈溢出
        num++;
        this.testStack();
    }
    public static void main(String[] agrs){
       testCode t = new testCode();
        t.testHeap();
        t.testStack();
    }
}

运行结果：

//堆溢出：
count is: 343
count is: 344
count is: 345
count is: 346
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at testCode.testHeap(testCode.java:14)
    at testCode.main(testCode.java:25)
//栈溢出：
StackOverflowError

另外，Java虚拟机的堆大小如何设置：命令行

java –Xms128m //JVM占用最小内存

       –Xmx512m //JVM占用最大内存

       –XX:PermSize=64m //最小堆大小

       –XX:MaxPermSize=128m //最大堆大小