【Java】10 Deque 接口

java.util.Deque 是支持两端元素插入和移除的线性集合。名称 deque 是 “双端队列” 的缩写，通常发音为“deck”。大多数 Deque 实现对它们可能包含的元素的数量没有固定的限制，但是该接口支持容量限制的 deques 以及没有固定大小限制的 deques。

一、Deque 接口

Queue 用于模拟队列这种数据结构，队列通常是指 “先进先出”（FIFO）的容器。队列的头部保存在队列中存放时间最长的元素，队列的尾部保存在队列中存放时间最短的元素。新元素插入（offer）到队列的尾部，访问元素（poll）操作会返回队列头部的元素。通常，队列不允许随机访问队列中的元素。

1.1 常用方法

方法名	说明
boolean add(E e)	将指定的元素插入此双端队列表示的队列中（在此双端队列的尾部），在成功时返回 true
void addFirst(E e)	将指定的元素插入此双端队列的前面
void addLast(E e)	将指定的元素插入此双端队列的末尾
boolean contains(Object o)	如果此双端队列包含指定的元素，则返回 true
E element( )	返回此双端队列的头部
E getFirst( )	返回此双端队列的第一个元素
E getLast()	返回此双端队列的最后一个元素
boolean offer(E e)	将指定的元素插入由此双端队列的尾部）
boolean offerFirst(E e)	在此双端队列前面插入指定的元素
boolean offerLast(E e)	在此双端队列末尾插入指定的元素
E peek( )	返回此双端队列的头部，如果此双端队列为空，则返回 null
E peekFirst( )	返回此双端队列的第一个元素，如果此双端队列为空，则返回 null
E peekLast( )	返回此双端队列的最后一个元素，如果此双端队列为空，则返回 null
E poll( )	返回并删除此双端队列的头部，如果此双端队列为空，则返回 null
E pollFirst( )	返回并删除此双端队列的第一个元素，如果此双端队列为空，则返回 null
E pollLast( )	返回并删除此双端队列的最后一个元素，如果此双端队列为空，则返回 null
E pop( )	从此双端队列表示的堆栈中弹出一个元素
void push(E e)	将元素推送到此双端队列表示的堆栈
E remove( )	返回并删除由此双端队列的头部
boolean remove(Object o)	从此双端队列中删除第一个出现的元素 o
E removeFirst( )	返回并删除此双端队列的第一个元素
boolean removeFirstOccurrence(Object o)	从此双端队列中删除第一个出现的元素 o
E removeLast( )	返回并删除此双端队列的最后一个元素
boolean removeLastOccurrence(Object o)	从此双端队列中删除最后出现的元素 o
int size( )	返回此双端队列中的元素个数

1.2 注意

因为包含了pop（出栈）、push（入栈）两个方法，所以 Deque不仅可以当成双端队列使用，而且可以被当成栈来使用。

二、ArrayDeque 集合

Deque 接口提供了一个典型的实现类：ArrayDeque，它是一个基于数组实现的双端队列，创建 Deque 时同样可指定一个 numElements 参数，该参数用于指定 Object 数组的长度；如果不指定 numElements 参数，Deque 底层数组的默认长度为16。它是线程安全的，不支持多线程的并发访问。零元素被禁止。当用作堆栈时，此类可能会比 Stack 快，并且当用作队列时速度高于 LinkedList 。

2.1 构造方法

2.2 示例

ArrayDeque 作为 “栈”

public class ArrayDequeStack {
	public static void main(String[] args)
		ArrayDeque stack = new ArrayDeque();
		// 依次将三个元素 push 入 "栈"
		stack.push("Java SE"):
		stack.push("Java EE");
		stack.push("Java ME");
		// 输出：[Java ME，Java EE，Java SE]
		System.out.println(stack);
		// 访问第一个元素，但并不将其 pop 出 "栈"，输出：Java ME
		System.out.println(stack.peek());
		// 依然输出：[Java ME，Java EE，Java SE]
		System.out.println(stack);
		//pop 出第一个元素，输出：Java ME
		System.out.println(stack.pop());
		//输出：[Java EE，Java SE]
		System.out.println(stack);
	}
}

ArrayDeque 作为 “队列”

public class ArrayDequeQueue {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayDeque queue = new ArrayDeque();
		// 依次将三个元素加入队列
		queue.offer("Java SE");
		queue.offer("Java EE");
		queue.offer("Java ME");
		// 输出：[Java SE，Java EE，Java ME]
		System.out.println(queue);
		// 访问队列头部的元素，但并不将其 poll 出队列，输出：Java SE
		System.out.printin(queue.peek());
		// 依然输出：[Java SE，Java EE，Java ME]
		System.out.println(queue);
		// poll 出第一个元素，输出：Java SE
		System.out.printin(queue.poll());
		// 输出：[Java SE，Java EE，Java ME]
		System.out.println(queue);
	}
}

三、LinkedList 集合

LinkedList 集合是 List 接口的实现类，所以它可以被当作 List 集合使用，根据索引来随机访问集合中的元素。除此之外，LinkedList 集合还实现了 Deque 接口，既可以被当成 “栈” 来使用，也可以当成 “队列” 使用。

3.1 示例

public class DemoLinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();

        //开头添加数据
        list.addFirst("前");
        //末尾添加数据
        list.addLast("后");
        //压栈
        list.push("Java");

		// 输出：[Java，前，后]
        System.out.println(list);

        //删除开头数据，输出：Java
        System.out.println(list.removeFirst());
        //删除末尾数据，输出：后
        System.out.println(list.removeLast());
        //弹栈，输出：前
        System.out.println(list.pop());
		// 输出：[]
        System.out.println(list);
    }
}

3.2 注意

LinkedList 与 ArrayList、ArrayDeque 的实现机制完全不同，ArrayList、ArrayDeque 内部以数组的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合元素时有较好的性能；而 LinkedList 内部以链表的形式来保存集合中的元素，因此随机访问集合元素时性能较差，但在插入、删除元素时性能比较出色（只需改变指针所指的地址即可）。需要指出的是，虽然 Vector 也是以数组的形式来存储集合元素的，但因为它实现了线程同步功能（而且实现机制也不好），所以各方面性能都比较差。如果需要遍历 List 集合元素，对于 ArrayList、Vector 集合，应该使用随机访问方法 get( ) 来遍历集合元素，这样性能更好；对于 LinkedList 集合，则应该采用迭代器（Iterator）来遍历集合元素。如果需要经常执行插入、删除操作来改变包含大量数据的 List 集合的大小，可考虑使用 LinkedList 集合。使用 ArrayList、Vector 集合可能需要经常重新分配内部数组的大小，效果可能较差。