详解 Java 中的双端队列(ArrayDeque附源码分析)

Java 里有一个叫做Stack的类,却没有叫做Queue的类(它只是个接口名字,和类还不一样)。

当需要使用栈时,Java 已不推荐使用Stack,而是推荐使用更高效的ArrayDeque(双端队列),原因我们第一次讲集合框架的时候,其实已经聊过了,Stack 是一个“原始”类,它的核心方法上都加了 synchronized 关键字以确保线程安全,当我们不需要线程安全(比如说单线程环境下)性能就会比较差。

也就是说,当需要使用栈时候,请首选ArrayDeque

在上面的示例中,我们先创建了一个 ArrayDeque 对象,然后使用 push 方法向栈中添加了三个元素。接着使用 peek 方法获取栈顶元素,使用 pop 方法弹出栈顶元素,使用 pop 和 push 方法修改栈顶元素,使用迭代器查找元素在栈中的位置。

ArrayDeque 又实现了 Deque 接口(Deque 又实现了 Queue 接口):

因此,当我们需要使用队列的时候,也可以选择 ArrayDeque。

在上面的示例中,我们先创建了一个 ArrayDeque 对象,然后使用 offer 方法向队列中添加了三个元素。接着使用 peek 方法获取队首元素,使用 poll 方法弹出队首元素,使用 poll 和 offer 方法修改队列中的元素,使用迭代器查找元素在队列中的位置。

我们前面讲了,LinkedList不只是个 List,还是一个 Queue,它也实现了 Deque 接口。

所以,当我们需要使用队列时,还可以选择LinkedList

/* * 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
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