Java ArrayDeque

在本教程中，我們將借助示例來學習ArrayDeque類及其方法。此外，我們還將學習使用ArrayDeque來實現(xiàn)堆棧。

在Java中，我們可以使用ArrayDeque該類使用數(shù)組來實現(xiàn)隊列和雙端隊列數(shù)據(jù)結構。

由ArrayDeque實現(xiàn)的接口

在ArrayDeque類實現(xiàn)這兩個接口：

• Java Queue接口

• Java Deque接口

創(chuàng)建ArrayDeque

為了創(chuàng)建ArrayDeque雙端隊列，我們必須導入java.util.ArrayDeque包。

這是我們可以用Java創(chuàng)建ArrayDeque雙端隊列的方法：

ArrayDeque<Type> animal = new ArrayDeque<>();

在此，Type表示ArrayDeque雙端隊列的類型。例如，

//創(chuàng)建字符串類型ArrayDeque
ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>();

//創(chuàng)建整數(shù)類型ArrayDeque
ArrayDeque<Integer> age = new ArrayDeque<>();

ArrayDeque方法

ArrayDeque類提供了所有的存在于方法Queue和Deque接口。

將元素插入雙端隊列

1.使用add()，addFirst()和addLast()添加元素

• add() - 將指定的元素插入ArrayDeque雙端隊列的末尾

• addFirst() -在ArrayDeque雙端隊列的開頭，插入指定的元素

• addLast() - 在ArrayDeque雙端隊列的末尾插入指定的內容（等效于add()）

注意：如果ArrayDeque雙端隊列已滿，則所有這些方法add()，addFirst()和addLast()都會引發(fā)IllegalStateException。

例如，

import java.util.ArrayDeque;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();

        //使用add ()
        animals.add("Dog");

        //使用addFirst ()
        animals.addFirst("Cat");

        //使用addLast()
        animals.addLast("Horse");
        System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

2.使用 offer()，offerFirst()和offerLast()插入元素

• offer() - 將指定的元素插入ArrayDeque雙端隊列的末尾

• offerFirst() - 在ArrayDeque雙端隊列的開始處插入指定的元素

• offerLast() - 將指定的元素插入ArrayDeque雙端隊列的末尾

注意： offer()，offerFirst()并offerLast()返回true是否成功插入元素；否則，返回。如果ArrayDeque雙端隊列已滿，則這些方法返回false。

例如，

import java.util.ArrayDeque;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayDeque<String> animals= new ArrayDeque<>();
        //使用offer()
        animals.offer("Dog");

        //使用offerFirst()
        animals.offerFirst("Cat");

        //使用offerLast()
        animals.offerLast("Horse");
        System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

訪問ArrayDeque元素

1.使用getFirst()和getLast()訪問元素

• getFirst() - 返回ArrayDeque雙端隊列的第一個元素

• getLast() - 返回ArrayDeque雙端隊列的最后一個元素

注：如果ArrayDeque雙端隊列為空，getFirst()和getLast()拋出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);

        // 獲取第一個元素
        String firstElement = animals.getFirst();
        System.out.println("第一個元素： " + firstElement);

        //獲取最后一個元素
        String lastElement = animals.getLast();
        System.out.println("最后一個元素： " + lastElement);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
第一個元素： Dog
最后一個元素： Horse

2.使用peek()，peekFirst()和peekLast()方法訪問元素

• peek() - 返回ArrayDeque雙端隊列的第一個元素

• peekFirst() - 返回ArrayDeque雙端隊列的第一個元素（等效于peek()）

• peekLast() - 返回ArrayDeque雙端隊列的最后一個元素

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);

        //使用peek()
        String element = animals.peek();
        System.out.println("頭元素： " + element);

        //使用peekFirst()
        String firstElement = animals.peekFirst();
        System.out.println("第一個元素： " + firstElement);

        //使用peekLast
        String lastElement = animals.peekLast();
        System.out.println("最后一個元素： " + lastElement);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
Head Element: Dog
第一個元素： Dog
最后一個元素： Horse

注意：如果ArrayDeque雙端隊列為空，peek()，peekFirst()和getLast()拋出NoSuchElementException。

刪除 ArrayDeque 元素

1.使用remove()，removeFirst()，removeLast()方法刪除元素

• remove() - 返回并從ArrayDeque雙端隊列的第一個元素中刪除一個元素

• remove(element) - 返回并從ArrayDeque雙端隊列的頭部刪除指定的元素

• removeFirst() - 返回并從ArrayDeque雙端隊列中刪除第一個元素（等效于remove()）

• removeLast() - 返回并從ArrayDeque雙端隊列中刪除最后一個元素

注意：如果數(shù)組雙端隊列為空，則remove()，removeFirst()和removeLast()方法將引發(fā)異常。 另外，如果找不到元素，則remove(element)會引發(fā)異常。

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);

        //使用remove()
        String element = animals.remove();
        System.out.println("刪除Element: " + element);

        System.out.println("新的ArrayDeque： " + animals);

        //使用removeFirst()
        String firstElement = animals.removeFirst();
        System.out.println("刪除第一個元素： " + firstElement);

        //使用removeLast()
        String lastElement = animals.removeLast();
        System.out.println("刪除最后一個元素： " + lastElement);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse]
刪除Element: Dog
新的ArrayDeque： [Cat, Cow, Horse]
刪除第一個元素： Cat
刪除最后一個元素： Horse

2.使用poll()，pollFirst()和pollLast()方法刪除元素

• poll() - 返回并刪除ArrayDeque雙端隊列的第一個元素

• pollFirst() - 返回并刪除ArrayDeque雙端隊列的第一個元素（等效于poll()）

• pollLast() - 返回并刪除ArrayDeque雙端隊列的最后一個元素

注意：如果ArrayDeque雙端隊列為空，則如果找不到該元素，則poll()，pollFirst()和pollLast()返回null。

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);

        //使用poll()
        String element = animals.poll();
        System.out.println("刪除Element: " + element);
        System.out.println("新的ArrayDeque： " + animals);

        //使用pollFirst()
        String firstElement = animals.pollFirst();
        System.out.println("刪除第一個元素： " + firstElement);

        //使用pollLast()
        String lastElement = animals.pollLast();
        System.out.println("刪除最后一個元素： " + lastElement);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse]
刪除Element: Dog
新的ArrayDeque： [Cat, Cow, Horse]
刪除第一個元素： Cat
刪除最后一個元素： Horse

3.刪除元素：使用clear()方法

要從ArrayDeque雙端隊列中刪除所有元素，我們使用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);

        //使用clear()
        animals.clear();

        System.out.println("新的ArrayDeque： " + animals);
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
新的ArrayDeque： []

迭代遍歷ArrayDeque

• iterator() - 返回可用于遍歷ArrayDeque雙端隊列的迭代器

• descendingIterator() -返回一個迭代器，該迭代器可用于以相反順序遍歷ArrayDeque雙端隊列

為了使用這些方法，我們必須導入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: ");

        //使用iterator()
        Iterator<String> iterate = animals.iterator();
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next());
            System.out.print(", ");
        }

        System.out.print("\n反向ArrayDeque: ");
        //使用descendingIterator()
        Iterator<String> desIterate = animals.descendingIterator();
        while(desIterate.hasNext()) {
            System.out.print(desIterate.next());
            System.out.print(", ");
        }
    }
}

輸出結果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
反向ArrayDeque: [Horse, Cat, Dog]

其他方法

ArrayDeque作為堆棧

要在Java中實現(xiàn)LIFO（后進先出）堆棧，建議在Stack類上使用雙端隊列。該ArrayDeque類比Stack類快。

ArrayDeque 提供了以下可用于實現(xiàn)堆棧的方法。

• push() - 在堆棧頂部添加一個元素

• peek() - 從堆棧頂部返回一個元素

• pop() - 返回并從堆棧頂部刪除元素

例如，

import java.util.ArrayDeque;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayDeque<String> stack = new ArrayDeque<>();

        //將元素添加到stack
        stack.push("Dog");
        stack.push("Cat");
        stack.push("Horse");
        System.out.println("Stack: " + stack);

        //從堆棧頂部訪問元素
        String element = stack.peek();
        System.out.println("訪問元素： " + element);

        //從堆棧頂部刪除元素
        String remElement = stack.pop();
        System.out.println("刪除element: " + remElement);
    }
}

輸出結果

Stack: [Horse, Cat, Dog]
訪問元素： Horse
刪除Element: Horse

ArrayDeque與 LinkedList類

ArrayDeque和Java的LinkedList都實現(xiàn)了Deque接口。但是，它們之間存在一些差異。

• LinkedList支持空元素，而ArrayDeque不支持。

• 鏈表中的每個節(jié)點都包含到其他節(jié)點的鏈接。這就是LinkedList比ArrayDeque需要更多存儲空間的原因。

• 如果要實現(xiàn)隊列或雙端隊列數(shù)據(jù)結構，則ArrayDeque可能比LinkedList快。