在Java中,我们可以使用ArrayDeque
类通过数组来实现队列和双端队列数据结构。
ArrayDeque 实现的接口
ArrayDeque
类实现了这两个接口。

创建 ArrayDeque
为了创建一个数组双端队列,我们必须导入java.util.ArrayDeque
包。
以下是在Java中创建数组双端队列的方法:
ArrayDeque<Type> animal = new ArrayDeque<>();
这里,Type表示数组双端队列的类型。例如,
// Creating String type ArrayDeque
ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>();
// Creating Integer type ArrayDeque
ArrayDeque<Integer> age = new ArrayDeque<>();
ArrayDeque 的方法
ArrayDeque
类提供了Queue
和Deque
接口中所有方法的实现。
向 Deque 插入元素
1. 使用 add()、addFirst() 和 addLast() 添加元素
add()
- 将指定元素插入到数组双端队列的末尾addFirst()
- 将指定元素插入到数组双端队列的开头addLast()
- 将指定元素插入到数组双端队列的末尾(等同于add()
)
注意:如果数组双端队列已满,所有这些方法add()
、addFirst()
和addLast()
都会抛出IllegalStateException
。
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
// Using add()
animals.add("Dog");
// Using addFirst()
animals.addFirst("Cat");
// Using addLast()
animals.addLast("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
}
}
输出
ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]
2. 使用 offer()、offerFirst() 和 offerLast() 插入元素
offer()
- 将指定元素插入到数组双端队列的末尾offerFirst()
- 将指定元素插入到数组双端队列的开头offerLast()
- 将指定元素插入到数组双端队列的末尾
注意:如果元素成功插入,offer()
、offerFirst()
和offerLast()
返回true
;如果数组双端队列已满,这些方法返回false
。
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
// Using offer()
animals.offer("Dog");
// Using offerFirst()
animals.offerFirst("Cat");
// Using offerLast()
animals.offerLast("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
}
}
输出
ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]
注意:如果数组双端队列已满,
add()
方法将抛出异常。offer()
方法返回false
。
访问 ArrayDeque 元素
1. 使用 getFirst() 和 getLast() 访问元素
getFirst()
- 返回数组双端队列的第一个元素getLast()
- 返回数组双端队列的最后一个元素
注意:如果数组双端队列为空,getFirst()
和getLast()
会抛出NoSuchElementException
。
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
// Get the first element
String firstElement = animals.getFirst();
System.out.println("First Element: " + firstElement);
// Get the last element
String lastElement = animals.getLast();
System.out.println("Last Element: " + lastElement);
}
}
输出
ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] First Element: Dog Last Element: Horse
2. 使用 peek()、peekFirst() 和 peekLast() 方法访问元素
peek()
- 返回数组双端队列的第一个元素peekFirst()
- 返回数组双端队列的第一个元素(等同于peek()
)peekLast()
- 返回数组双端队列的最后一个元素
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
// Using peek()
String element = animals.peek();
System.out.println("Head Element: " + element);
// Using peekFirst()
String firstElement = animals.peekFirst();
System.out.println("First Element: " + firstElement);
// Using peekLast
String lastElement = animals.peekLast();
System.out.println("Last Element: " + lastElement);
}
}
输出
ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] Head Element: Dog First Element: Dog Last Element: Horse
注意:如果数组双端队列为空,peek()
、peekFirst()
和getLast()
会抛出NoSuchElementException
。
移除 ArrayDeque 元素
1. 使用 remove()、removeFirst()、removeLast() 方法移除元素
remove()
- 返回并移除数组双端队列的第一个元素remove(element)
- 返回并移除数组双端队列头部指定的元素removeFirst()
- 返回并移除数组双端队列的第一个元素(等同于remove()
)removeLast()
- 返回并移除数组双端队列的最后一个元素
注意:如果数组双端队列为空,remove()
、removeFirst()
和removeLast()
方法会抛出异常。同样,如果找不到元素,remove(element)
会抛出异常。
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Cow");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
// Using remove()
String element = animals.remove();
System.out.println("Removed Element: " + element);
System.out.println("New ArrayDeque: " + animals);
// Using removeFirst()
String firstElement = animals.removeFirst();
System.out.println("Removed First Element: " + firstElement);
// Using removeLast()
String lastElement = animals.removeLast();
System.out.println("Removed Last Element: " + lastElement);
}
}
输出
ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse] Removed Element: Dog New ArrayDeque: [Cat, Cow, Horse] Removed First Element: Cat Removed Last Element: Horse
2. 使用 poll()、pollFirst() 和 pollLast() 方法移除元素
poll()
- 返回并移除数组双端队列的第一个元素pollFirst()
- 返回并移除数组双端队列的第一个元素(等同于poll()
)pollLast()
- 返回并移除数组双端队列的最后一个元素
注意:如果数组双端队列为空,poll()
、pollFirst()
和pollLast()
返回null
(如果找不到元素)。
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Cow");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
// Using poll()
String element = animals.poll();
System.out.println("Removed Element: " + element);
System.out.println("New ArrayDeque: " + animals);
// Using pollFirst()
String firstElement = animals.pollFirst();
System.out.println("Removed First Element: " + firstElement);
// Using pollLast()
String lastElement = animals.pollLast();
System.out.println("Removed Last Element: " + lastElement);
}
}
输出
ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse] Removed Element: Dog New ArrayDeque: [Cat, Cow, Horse] Removed First Element: Cat Removed Last Element: Horse
3. 移除元素:使用 clear() 方法
要从数组双端队列中移除所有元素,我们使用clear()
方法。例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
// Using clear()
animals.clear();
System.out.println("New ArrayDeque: " + animals);
}
}
输出
ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] New ArrayDeque: []
遍历 ArrayDeque
iterator()
- 返回一个可用于遍历数组双端队列的迭代器。descendingIterator()
- 返回一个可用于反向遍历数组双端队列的迭代器。
为了使用这些方法,我们必须导入java.util.Iterator
包。例如,
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Iterator;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.print("ArrayDeque: ");
// Using iterator()
Iterator<String> iterate = animals.iterator();
while(iterate.hasNext()) {
System.out.print(iterate.next());
System.out.print(", ");
}
System.out.print("\nArrayDeque in reverse order: ");
// Using descendingIterator()
Iterator<String> desIterate = animals.descendingIterator();
while(desIterate.hasNext()) {
System.out.print(desIterate.next());
System.out.print(", ");
}
}
}
输出
ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] ArrayDeque in reverse order: [Horse, Cat, Dog]
其他方法
方法 | 描述 |
---|---|
element() |
返回数组双端队列头部的元素。 |
contains(element) |
在数组双端队列中搜索指定的元素。 如果找到该元素,则返回 true ,否则返回false 。 |
size() |
返回数组双端队列的长度。 |
toArray() |
将数组双端队列转换为数组并返回。 |
clone() |
创建数组双端队列的副本并返回。 |
ArrayDeque 作为 Stack
要在Java中实现LIFO(后进先出)堆栈,建议使用双端队列而不是Stack类。ArrayDeque
类可能比Stack
类更快。
ArrayDeque
提供了以下可用于实现堆栈的方法。
push()
- 将元素添加到堆栈的顶部peek()
- 从堆栈顶部返回一个元素pop()
- 从堆栈顶部返回并移除一个元素
例如,
import java.util.ArrayDeque;
class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayDeque<String> stack = new ArrayDeque<>();
// Add elements to stack
stack.push("Dog");
stack.push("Cat");
stack.push("Horse");
System.out.println("Stack: " + stack);
// Access element from top of stack
String element = stack.peek();
System.out.println("Accessed Element: " + element);
// Remove elements from top of stack
String remElement = stack.pop();
System.out.println("Removed element: " + remElement);
}
}
输出
Stack: [Horse, Cat, Dog] Accessed Element: Horse Removed Element: Horse
ArrayDeque 与 LinkedList 类
ArrayDeque
和Java LinkedList都实现了Deque
接口。然而,它们之间存在一些差异。
LinkedList
支持null
元素,而ArrayDeque
不支持。- 链表中的每个节点都包含指向其他节点的链接。这就是为什么
LinkedList
比ArrayDeque
需要更多的存储空间。 - 如果您正在实现队列或双端队列数据结构,
ArrayDeque
可能比LinkedList
更快。