细说 Deque 以及用法和注意点

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Deque 概述

Deque（双端队列）是 Java 中的一个接口，属于 java.util 包。它继承自 Queue 接口，提供了在双端队列的两端插入和删除元素的能力。这意味着它可以作为栈（后进先出，LIFO）或队列（先进先出，FIFO）使用。

实现

Java 中的 Deque 接口有多种实现，最常见的是 ArrayDeque 和 LinkedList：

1. ArrayDeque: 使用可调整大小的数组实现的双端队列。它比 LinkedList 更快，用作栈或没有大小限制的队列时更有效。不支持存储 null 元素。

2. LinkedList: 既是 List 实现又是 Deque 实现。相比于 ArrayDeque，LinkedList 的元素插入和删除操作可能稍慢，但在列表中间插入和删除元素时较快。支持存储 null 元素。

常用方法

• 添加元素:

• addFirst(E e): 在双端队列的前端添加一个元素。

• addLast(E e): 在双端队列的末尾添加一个元素。

• offerFirst(E e): 在双端队列的前端插入一个元素，返回是否成功。

• offerLast(E e): 在双端队列的末尾插入一个元素，返回是否成功。

• 删除元素:

• removeFirst(): 移除并返回双端队列的第一个元素。

• removeLast(): 移除并返回双端队列的最后一个元素。

• pollFirst(): 移除并返回双端队列的第一个元素，如果队列为空则返回 null。

• pollLast(): 移除并返回双端队列的最后一个元素，如果队列为空则返回 null。

• 检查元素:

• getFirst(): 返回双端队列的第一个元素。

• getLast(): 返回双端队列的最后一个元素。

• peekFirst(): 返回双端队列的第一个元素，如果队列为空则返回 null。

• peekLast(): 返回双端队列的最后一个元素，如果队列为空则返回 null。

用法

• 作为栈使用: 使用 addFirst() 或 push() 添加元素，使用 removeFirst() 或 pop() 删除元素。

• 作为队列使用: 使用 addLast() 或 offer() 添加元素，使用 removeFirst() 或 poll() 删除元素。

注意点

1. 容量限制: ArrayDeque 有初始化大小，但可以动态扩展。注意大量元素插入时可能导致内存重新分配。

2. Null 值: ArrayDeque 不允许插入 null 元素。尝试添加或检查 null 元素会抛出 NullPointerException。

3. 线程安全: Deque 实现不是线程安全的。如果在多线程环境中使用，需要外部同步或使用 ConcurrentLinkedDeque。

4. 性能: 使用正确的实现（ArrayDeque vs LinkedList）可以提高性能。一般而言，除非需要列表操作，否则优先考虑 ArrayDeque。

5. 迭代器: Deque 迭代器通常从双端队列的头部开始遍历到尾部。但也可以使用 descendingIterator() 以相反的顺序遍历。

通过理解和遵循这些基本准则，可以更有效地使用 Java 中的 Deque 接口及其实现。