在Java中如何使用Deque实现双端队列_Deque接口方法与常用实现解析-java教程-PHP中文网

在Java中如何使用Deque实现双端队列_Deque接口方法与常用实现解析

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发布： 2025-12-16 15:05:02

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Deque是Java中支持两端操作的线性集合，可作队列或栈使用，提供插入、删除、查看四类方法，每类含异常抛出和返回特定值两种处理方式；主要实现类ArrayDeque基于循环数组，性能高但不支持null，推荐用于单线程栈或双端队列场景；LinkedList基于双向链表，支持null元素并实现List接口，灵活性高；两者均非线程安全，多线程需同步或选用并发容器。

在java中如何使用deque实现双端队列_deque接口方法与常用实现解析

Java中的Deque（Double Ended Queue）是一种支持在两端插入和删除元素的线性集合。它扩展了Queue接口，允许更灵活的数据操作方式，既可以当作队列使用，也可以当作栈来处理数据。

Deque接口的核心方法

Deque提供了丰富的方法来操作队列两端的元素，这些方法按照行为可分为四类：插入、删除、检查，每类都包含两种处理方式——失败时抛出异常或返回特定值（如null或false）。

1. 插入操作

addFirst(e) / offerFirst(e)：在队列前端插入元素，前者失败抛异常，后者返回boolean
addLast(e) / offerLast(e)：在队列后端插入元素，等价于普通队列的入队操作

2. 删除操作

removeFirst() / pollFirst()：移除并返回首元素，前者失败抛异常，后者返回null
removeLast() / pollLast()：移除并返回尾元素

3. 查看操作

getFirst() / peekFirst()：获取但不移除首元素
getLast() / peekLast()：获取但不移除尾元素

这种设计使得开发者可以根据具体场景选择合适的方法。例如，在不确定队列是否为空时，优先使用pollFirst()而非removeFirst()，避免不必要的异常处理。

常用实现类：ArrayDeque与LinkedList

Java中Deque有两个主要实现类：ArrayDeque 和 LinkedList。它们各有特点，适用于不同场景。

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ArrayDeque

基于可变长度的循环数组实现，内存连续，访问效率高
不支持null元素
作为栈使用时性能优于Stack类，推荐替代Stack
非线程安全，适合单线程环境

LinkedList

基于双向链表实现，插入删除开销小
允许存储null元素
除了实现Deque外，还实现了List接口，具备随机访问能力
同样非线程安全

一般情况下，若仅用于双端队列或栈操作，优先选择ArrayDeque，因其具有更好的缓存局部性和更低的空间开销。

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实际应用示例

下面展示如何使用ArrayDeque实现一个简单的栈结构：

Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push("first");
stack.push("second");
stack.push("third");

while (!stack.isEmpty()) {
    System.out.println(stack.pop()); // 输出顺序：third, second, first
}

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用作双端队列时的操作示例：

Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<>();
deque.offerFirst(1);
deque.offerLast(2);
deque.offerFirst(0);

System.out.println(deque.pollFirst()); // 输出 0
System.out.println(deque.pollLast());  // 输出 2

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上述代码展示了从两端添加和移除元素的基本流程。