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Java Deque 接口

提示
  1. 双端队列功能：Java 中的 Deque 接口提供双端队列功能，扩展了 Queue 接口，允许在队列的前端和后端插入和移除元素。
  2. 实现类和使用：Deque 通过 ArrayDeque 和 LinkedList 实现，需要导入 java.util.Deque 包以使用其功能。
  3. 方法和栈实现：Deque 继承了 Queue 的所有方法，并增加了特有方法如 addFirst() 和 addLast()。它也被推荐用作栈的替代，提供 push(), pop(), 和 peek() 方法。

Java 集合框架中的 Deque 接口提供了双端队列的功能。它扩展了 Queue 接口。

Deque 的工作原理​

在常规队列中，元素从后端添加并从前端移除。然而，在双端队列中，我们可以从前端和后端插入和移除元素。

双端队列数据结构的工作原理

实现 Deque 的类​

为了使用 Deque 接口的功能，我们需要使用实现它的类：

ArrayDeque 和 Linkedlist 实现 Deque

如何使用 Deque？​

在 Java 中，我们必须导入 java.util.Deque 包来使用 Deque。

// ArrayDeque 的 Array 实现
Deque<String> animal1 = new ArrayDeque<>();

// LinkedList 的 Deque 实现
Deque<String> animal2 = new LinkedList<>();

这里，我们分别创建了 ArrayDeque 和 LinkedList 类的对象 animal1 和 animal2。这些对象可以使用 Deque 接口的功能。

Deque 的方法​

由于 Deque 扩展了 Queue 接口，它继承了 Queue 接口的所有方法。

除了 Queue 接口中的方法外，Deque 接口还包括以下方法：

  • addFirst() - 在 deque 的开始处添加指定元素。如果 deque 已满，则抛出异常。
  • addLast() - 在 deque 的末尾添加指定元素。如果 deque 已满，则抛出异常。
  • offerFirst() - 在 deque 的开始处添加指定元素。如果 deque 已满，则返回 false。
  • offerLast() - 在 deque 的末尾添加指定元素。如果 deque 已满，则返回 false。
  • getFirst() - 返回 deque 的第一个元素。如果 deque 为空，则抛出异常。
  • getLast() - 返回 deque 的最后一个元素。如果 deque 为空，则抛出异常。
  • peekFirst() - 返回 deque 的第一个元素。如果 deque 为空，则返回 null。
  • peekLast() - 返回 deque 的最后一个元素。如果 deque 为空，则返回 null。
  • removeFirst() - 返回并移除 deque 的第一个元素。如果 deque 为空，则抛出异常。
  • removeLast() - 返回并移除 deque 的最后一个元素。如果 deque 为空，则抛出异常。
  • pollFirst() - 返回并移除 deque 的第一个元素。如果 deque 为空，则返回 null。
  • pollLast() - 返回并移除 deque 的最后一个元素。如果 deque 为空，则返回 null。

Deque 作为栈数据结构​

Java Collections 框架中的 Stack 类提供了栈的实现。

然而，建议使用 Deque 作为栈来代替 Stack 类。这是因为 Stack 的方法是同步的。

这里是 Deque 接口提供的实现栈的方法：

  • push() - 在 deque 的开始处添加一个元素
  • pop() - 从 deque 的开始处移除一个元素
  • peek() - 返回 deque 开始处的一个元素

在 ArrayDeque 类中实现 Deque​

import java.util.Deque;
import java.util.ArrayDeque;

class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用 ArrayDeque 类创建 Deque
        Deque<Integer> numbers = new ArrayDeque<>();

        // 向 Deque 添加元素
        numbers.offer(1);
        numbers.offerLast(2);
        numbers.offerFirst(3);
        System.out.println("Deque: " + numbers);

        // 访问 Deque 的元素
        int firstElement = numbers.peekFirst();
        System.out.println("First Element: " + firstElement);

        int lastElement = numbers.peekLast();
        System.out.println("Last Element: " + lastElement);

        // 从 Deque 移除元素
        int removedNumber1 = numbers.pollFirst();
        System.out.println("Removed First Element: " + removedNumber1);

        int removedNumber2 = numbers.pollLast();
        System.out.println("Removed Last Element: " + removedNumber2);

        System.out.println("Updated Deque: " + numbers);
    }
}

输出

Deque: [3, 1, 2]
First Element: 3
Last Element: 2
Removed First Element: 3
Removed Last Element: 2
Updated Deque: [1]

要了解更多，请访问 Java ArrayDeque。

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