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在Java中如何使用ArrayDeque实现高效栈与队列_ArrayDeque集合操作经验

P粉602998670

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发布时间:2025-11-20 09:19:02

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来源于php中文网

原创

ArrayDeque是Java中高效的双端队列实现,适用于栈和队列场景。1. 作为栈使用时,push入栈、pop出栈、peek查看栈顶,性能优于Stack类;2. 作为队列使用时,offer入队、poll出队、peek查看队头,效率高于LinkedList;3. 支持双向操作如offerFirst、pollLast,适合滑动窗口与回文判断等算法;4. 不支持null元素,插入会抛异常;5. 非线程安全,高并发需额外同步。因其低开销与高性能,成为单线程下栈与队列的首选实现。

在java中如何使用arraydeque实现高效栈与队列_arraydeque集合操作经验

在Java中,ArrayDeque 是一个基于可变大小数组的双端队列实现,位于 java.util.ArrayDeque 包下。由于其高效的插入和删除性能,特别适合用来实现和队列结构。相比 Stack 类和 LinkedList,ArrayDeque 在大多数场景下性能更优,且内存占用更小。

使用ArrayDeque实现高效栈

栈是一种“后进先出”(LIFO)的数据结构。ArrayDeque 提供了专门的方法来模拟栈的操作:

  • push(E e):将元素压入栈顶
  • pop():弹出并返回栈顶元素,如果栈为空则抛出异常
  • peek():查看栈顶元素但不移除

示例代码:

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ArrayDeque stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(10);
stack.push(20);
stack.push(30);
System.out.println(stack.peek()); // 输出:30
System.out.println(stack.pop());  // 输出:30
System.out.println(stack.pop());  // 输出:20

与 Java 原生的 Stack 类相比,ArrayDeque 实现的栈不仅线程不安全(但这在单线程中是优势),而且没有继承 Vector 带来的额外开销,性能更高。

使用ArrayDeque实现高效队列

队列遵循“先进先出”(FIFO)原则。ArrayDeque 可以在队尾添加元素,在队头移除元素,完美支持队列行为:

  • offer(E e)add(E e):在队尾添加元素
  • poll():取出并移除队头元素,队列为空时返回 null
  • peek():查看队头元素但不移除

示例代码:

ArrayDeque queue = new ArrayDeque<>();
queue.offer("A");
queue.offer("B");
queue.offer("C");
System.out.println(queue.peek()); // 输出:A
System.out.println(queue.poll()); // 输出:A
System.out.println(queue.poll()); // 输出:B

相比于 LinkedList 作为队列使用,ArrayDeque 的缓存局部性更好,操作速度更快,尤其在频繁入队出队的场景中表现突出。

ArrayDeque集合操作实用技巧

除了基本的栈和队列功能,ArrayDeque 还支持多种灵活的操作方式:

  • 可以从两端进行操作:offerFirst()offerLast()pollFirst()pollLast()
  • 适合作为滑动窗口、回文判断等算法中的辅助结构
  • 不支持 null 元素,插入 null 会抛出 NullPointerException
  • 非线程安全,高并发场景需自行同步或使用其他并发容器

常见用途举例:判断回文字符串

public static boolean isPalindrome(String str) {
    ArrayDeque deque = new ArrayDeque<>();
    for (char c : str.toCharArray()) {
        deque.offer(c);
    }
    while (deque.size() > 1) {
        if (!deque.pollFirst().equals(deque.pollLast())) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

基本上就这些。ArrayDeque 是实现栈和队列的首选工具,只要不涉及多线程共享,它在性能和简洁性上都优于传统选择。合理利用其双端特性,能简化很多算法实现。不复杂但容易忽略的是:别往里面加 null。

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