Java双向队列Deque

Deque的使用场景
在一般情况,不涉及到并发的情况下,有两个实现类,可根据其自身的特性进行选择,分别是:

  • LinkedList 大小可变的链表双端队列,允许元素为插入null。
  • ArrayDeque 大小可变的数组双端队列,不允许插入null。
  • ConcurrentLinkedDeque 大小可变且线程安全的链表双端队列,非阻塞,不允许插入null。
  • LinkedBlockingDeque 为线程安全的双端队列,在队列为空的情况下,获取操作将会阻塞,直到有元素添加。

注意:LinkedList 和 ArrayDeque 是线程不安全的容器。

队列(queue),先进先出(First in first out,FIFO)。

堆栈(stack),后进先出(Last in first out,LIFO)。

      Java中有Stack这个类,但是不推荐使用。通常使用Deque来完成队列和堆栈的功能。

      Deque是一个线性表接口,可以两端进行元素的插入和删除。Deque是“Double ended Queue”的缩写,Deque读音[dɛk] 。使用Deque接口提供的方法就可以完成队列“先进先出”和堆栈“后进先出”的功能:

队列

offer(E e) --- 向队列尾加入元素

E poll() --- 获取队列头部元素,并从队列中删去

堆栈

push(E e) --- 向堆栈中压入元素

E pop() --- 获取栈顶元素,并从堆栈中删除

 

Deque是个接口,其实现类有:

  • ArrayDeque,使用“数组”存储数据
  • LinkedList,使用“链表”存储数据
  • ConcurrentLinkedDeque,线程安全的LinkedList

数据检索多的用ArrayDeque;数据需要频繁插入、更新,则用LinkedList;多线程操作使用ConcurrentLinkedDeque。

代码示例:

   1: Deque<String> queue = new LinkedList<String>();
   2: queue.offer("data1");    //队列尾部加入元素
   3: queue.offer("data2");
   4: queue.offer("data3");
   5: System.out.println(queue.poll());    //取得队首元素,并从队列中删去
   6:  
   7: Deque<String> stack = new LinkedList<String>();
   8: stack.push("element1");    //向栈顶压入元素
   9: stack.push("element2");
  10: stack.push("element3");
  11: System.out.println(stack.pop());    //取得栈顶元素,并从栈顶删去

/* * 基于双向链表实现双端队列结构 */ package dsa; public class Deque_DLNode implements Deque { protected DLNode header;//指向头节点(哨兵) protected DLNode trailer;//指向尾节点(哨兵) protected int size;//队列中元素的数目 //构造函数 public Deque_DLNode() { header = new DLNode(); trailer = new DLNode(); header.setNext(trailer); trailer.setPrev(header); size = 0; } //返回队列中元素数目 public int getSize() { return size; } //判断队列是否为空 public boolean isEmpty() { return (0 == size) ? true : false; } //取首元素(但不删除) public Object first() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); return header.getNext().getElem(); } //取末元素(但不删除) public Object last() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); return trailer.getPrev().getElem(); } //在队列前端插入新节点 public void insertFirst(Object obj) { DLNode second = header.getNext(); DLNode first = new DLNode(obj, header, second); second.setPrev(first); header.setNext(first); size++; } //在队列后端插入新节点 public void insertLast(Object obj) { DLNode second = trailer.getPrev(); DLNode first = new DLNode(obj, second, trailer); second.setNext(first); trailer.setPrev(first); size++; } //删除首节点 public Object removeFirst() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); DLNode first = header.getNext(); DLNode second = first.getNext(); Object obj = first.getElem(); header.setNext(second); second.setPrev(header); size--; return(obj); } //删除末节点 public Object removeLast() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); DLNode first = trailer.getPrev(); DLNode second = first.getPrev(); Object obj = first.getElem(); trailer.setPrev(second); second.setNext(trailer); size--; return(obj); } //遍历 public void Traversal() { DLNode p = header.getNext(); while (p != trailer) { System.out.print(p.getElem()+" "); p = p.getNex
/* * 基于双向链表实现双端队列结构 */ package dsa; public class Deque_DLNode implements Deque { protected DLNode header;//指向头节点(哨兵) protected DLNode trailer;//指向尾节点(哨兵) protected int size;//队列中元素的数目 //构造函数 public Deque_DLNode() { header = new DLNode(); trailer = new DLNode(); header.setNext(trailer); trailer.setPrev(header); size = 0; } //返回队列中元素数目 public int getSize() { return size; } //判断队列是否为空 public boolean isEmpty() { return (0 == size) ? true : false; } //取首元素(但不删除) public Object first() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); return header.getNext().getElem(); } //取末元素(但不删除) public Object last() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); return trailer.getPrev().getElem(); } //在队列前端插入新节点 public void insertFirst(Object obj) { DLNode second = header.getNext(); DLNode first = new DLNode(obj, header, second); second.setPrev(first); header.setNext(first); size++; } //在队列后端插入新节点 public void insertLast(Object obj) { DLNode second = trailer.getPrev(); DLNode first = new DLNode(obj, second, trailer); second.setNext(first); trailer.setPrev(first); size++; } //删除首节点 public Object removeFirst() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); DLNode first = header.getNext(); DLNode second = first.getNext(); Object obj = first.getElem(); header.setNext(second); second.setPrev(header); size--; return(obj); } //删除末节点 public Object removeLast() throws ExceptionQueueEmpty { if (isEmpty()) throw new ExceptionQueueEmpty("意外:双端队列为空"); DLNode first = trailer.getPrev(); DLNode second = first.getPrev(); Object obj = first.getElem(); trailer.setPrev(second); second.setNext(trailer); size--; return(obj); } //遍历 public void Traversal() { DLNode p = header.getNext(); while (p != trailer) { System.out.print(p.getElem()+" "); p = p.getNext(); } System.out.println(); } }
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