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Java双端队列_java 双端队列的实例

作者：笔触狂放9 | 2024-02-12 21:54:46

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java 双端队列的实例

本教程详细介绍了Java中的双端队列或“双端队列”。您将了解Deque接口，API方法，实现等：

Java中的Deque或“双端队列”是一种数据结构，我们可以在其中插入或删除两端的元素。双端队列是Java中属于java.util包的接口，它实现了java.queue接口。

我们可以将双端队列实现为堆栈（后进先出）结构或队列（先进先出）。双端队列比Stack和/或LinkedList快。与“扑克牌”一样，双双被称为“扑克牌”。

Java双端队列

典型的双端队列收集如下所示：

Deque主要用于实现堆栈，队列或列表数据结构。它也可以用于实现优先级队列。可以使用双端队列来实现Web浏览器中主要存在的撤消或历史记录功能。

Java Deque接口

下图显示了双端队列或双端队列的层次结构。如下图所示，Deque接口扩展到Queue接口，而Queue接口又扩展了Collection接口。

要在我们的程序中使用双端队列接口，我们必须使用import语句导入包含双端队列功能的软件包，如下所示。

导入java.util.deque;

或者

导入java.util。*;

由于双端队列是一个接口，因此我们需要具体的类来实现双端队列接口的功能。

下面的两个类实现了双端队列接口。

ArrayDeque
链表

因此，我们可以使用这两个类创建双端队列对象，如下所示：

Deque <String> numdeque =新的ArrayDeque <>（）; 
Deque <String> strDeque =新的LinkedList <>（）;

因此，一旦成功创建了上述双端队列对象，它们就可以使用双端队列接口的功能。

以下是有关双端队列的一些重要注意事项：

Deque接口支持可调整大小的数组，该数组可以根据需要增长。
数组双端队列不允许使用Null值。
Deque不支持通过多个线程进行并发访问。
除非提供外部同步，否则双端队列不是线程安全的。

Java中的ArrayDeque

ArrayDeque属于java.util包。它实现了双端队列接口。在内部，ArrayDeque类使用可动态调整大小的数组，该数组随着元素数量的增加而增长。

下图显示了ArrayDeque类的层次结构：

如图所示，ArrayDeque类继承了AbstractCollection类并实现了Deque接口。

我们可以使用ArrayDeque类创建一个双端队列对象，如下所示：

Deque deque_obj =新的ArrayDeque（）;

双端队列示例

以下Java程序演示了一个简单的示例，以更好地了解双端队列。在这里，我们使用ArrayDeque类实例化了双端队列接口。我们刚刚向双端队列对象添加了一些元素，然后使用forEach循环将它们打印出来。

import java.util.*;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

//Creat a Deque and add elements

Deque<String> cities_deque = new ArrayDeque<String>();

cities_deque.add("Delhi");

cities_deque.add("Mumbai");

cities_deque.add("Bangaluru");

System.out.println("Deque Contents:");

//Traverse the Deque

for (String str : cities_deque) {

System.out.print(str + " ");

}

输出：

Java中的双端队列API方法

由于双端队列接口实现了队列接口，因此它支持队列接口的所有方法。此外，双端队列接口提供了以下方法，可用于对双端队列对象执行各种操作。

让我们在下表中总结这些方法。

Method	Method Prototype	Description
add	boolean add(E e)	Adds given element e into the deque (at the tail) without violating capacity restrictions and returns true if success. Throws IllegalStateException if no space available in the deque.
addFirst	void addFirst(E e)	Adds given element e to the front of the queue without violating capacity restrictions.
addLast	void addLast(E e)	Adds element e to the last of the deque without violating capacity restrictions.
contains	boolean contains(Object o)	Checks if the deque contains given element o. Returns true if yes.
descendingIterator	Iterator < E > descendingIterator()	This method returns reverse order iterator for the deque.
element	E element()	Returns the first element or head of the deque. Note that it does not delete the element.
getFirst	E getFirst()	Retrieve the first element of the deque without removing it.
getLast	E getLast()	Gets the last element of the deque without removing it.
iterator	Iterator< E > iterator()	Returns a standard iterator over the elements of the deque.
offer	boolean offer(E e)	Adds given element e to the deque (as a tail) without violating capacity restrictions. Returns true on success and false on failure.
offerFirst	boolean offerFirst(E e)	Insert the given element e to the front of the deque without violating capacity restrictions.
offerLast	boolean offerLast(E e)	Insert the given element e at the end of the deque without violating capacity restrictions.
peek	E peek()	Returns head of the deque (first element) or null if a queue is empty. ** does not delete the head
peekFirst	E peekFirst()	Returns the first element in the deque without deleting it. Returns null if the deque is empty.
peekLast	E peekLast()	Retrieves the last element in the deque without removing it. Returns null if the deque is empty.
poll	E poll()	Deletes and returns the head of the deque. Returns null if the deque is empty.
pollFirst	E pollFirst()	Returns and removes the first element of the deque. Returns null if the deque is empty.
pollLast	E pollLast()	Returns and removes the last element of the deque. Returns null if the deque is empty.
pop	E pop()	Pop the element from the stack that is represented using deque.
push	void push(E e)	Push given element e on to the stack represented using deque without violating the capacity restrictions. Returns true on success or IllegalStateException if no space is available on deque.
remove	E remove()	Remove and return the head of the deque.
remove	boolean remove(Object o)	Remove the first occurrence of the given element o from the deque.
removeFirst	E removeFirst()	Remove and return the first element of the deque.
removeFirstOccurrence	boolean removeFirstOccurrence(Object o)	Removes the first occurrence of the given element o from the deque.
removeLast	E removeLast()	Retrieves and deletes the last element in the deque.
removeLastOccurrence	boolean removeLastOccurrence(Object o)	Deletes the last occurrence of a given element o from the deque.
size	int size()	Returns the size or number of elements in the deque.

Java中的双端队列实现

现在让我们实现一个Java程序来演示上面讨论的一些主要的双端队列方法。

在此程序中，我们使用String类型的双端队列，然后使用各种方法（例如add，addFirst，addLast，push，offer，offerFirst等）向此双端队列添加元素。然后显示双端队列。接下来，我们为双端队列定义标准迭代器和反向迭代器，并遍历双端队列以打印元素。

我们还使用其他方法，例如contains，pop，push，peek，poll，remove等。

import java.util.*;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

//Declare Deque object

Deque<String> deque = new LinkedList<String>();

// add elements to the queue using various methods

deque.add("One"); //add ()

deque.addFirst("Two"); //addFirst ()

deque.addLast("Three"); //addLast ()

deque.push("Four"); //push ()

deque.offer("Five"); //offer ()

deque.offerFirst("Six"); //offerFirst ()

deque.offerLast("Seven"); //offerLast ()

System.out.println("Initial Deque:");

System.out.print(deque + " ");

// Iterate using standard iterator

System.out.println("\n\nDeque contents using Standard Iterator:");

Iterator iterator = deque.iterator();

while (iterator.hasNext())

System.out.print(" " + iterator.next());

// Iterate using Reverse order iterator

Iterator reverse = deque.descendingIterator();

System.out.println("\n\nDeque contents using Reverse Iterator:");

while (reverse.hasNext())

System.out.print(" " + reverse.next());

// Peek () method

System.out.println("\n\nDeque Peek:" + deque.peek());

System.out.println("\nDeque,After peek:" + deque);

// Pop () method

System.out.println("\nDeque Pop:" + deque.pop());

System.out.println("\nDeque,After pop:" + deque);

// contains () method

System.out.println("\nDeque Contains Three: " + deque.contains("Three"));

deque.removeFirst(); //removeFirst ()

deque.removeLast(); //removeLast ()

System.out.println("\nDeque, after removing " + "first and last elements: " + deque);

}

输出：

经常问的问题

Q＃1）Deque是线程安全的Java吗？

答： ArrayDeque不是线程安全的。但是java.util.concurrent类中的BlockingDeque接口表示双端队列。此双端队列是线程安全的。

Q＃2）为什么双端队列比堆栈快？

答案：实现双端队列接口的ArrayDeque接口具有存储效率，因为它不需要跟踪上一个或下一个节点。同样，它是可调整大小的实现。因此，双端队列比堆栈快。

Q＃3）Deque是堆栈吗？

答：双端队列是双端队列。它允许LIFO行为，因此尽管它不是堆栈，也可以实现为堆栈。

问＃4）在何处使用Deque？

答：双端队列主要用于实现撤消和历史记录等功能。

问＃5）双端队列是否为圆形？

答：是的，Deque是圆形的。

结论

至此，我们完成了有关Java中Deque接口的教程。双端队列接口由双端队列数据结构实现，双端队列数据结构是一个可以在两端插入和删除元素的集合。

ArrayDeque和LinkedList这两个类实现了双端队列接口。我们可以使用这些类来实现双端队列接口的功能。

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