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使用Deque

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我们知道,Queue是队列,只能一头进,另一头出。

如果把条件放松一下,允许两头都进,两头都出,这种队列叫双端队列(Double Ended Queue),学名Deque

Java集合提供了接口Deque来实现一个双端队列,它的功能是:

  • 既可以添加到队尾,也可以添加到队首;
  • 既可以从队首获取,又可以从队尾获取。

我们来比较一下QueueDeque出队和入队的方法:

QueueDeque
添加元素到队尾add(E e) / offer(E e)addLast(E e) / offerLast(E e)
取队首元素并删除E remove() / E poll()E removeFirst() / E pollFirst()
取队首元素但不删除E element() / E peek()E getFirst() / E peekFirst()
添加元素到队首addFirst(E e) / offerFirst(E e)
取队尾元素并删除E removeLast() / E pollLast()
取队尾元素但不删除E getLast() / E peekLast()

对于添加元素到队尾的操作,Queue提供了add()/offer()方法,而Deque提供了addLast()/offerLast()方法。添加元素到对首、取队尾元素的操作在Queue中不存在,在Deque中由addFirst()/removeLast()等方法提供。

注意到Deque接口实际上扩展自Queue

public interface Deque<E> extends Queue<E> {
    ...
}

因此,Queue提供的add()/offer()方法在Deque中也可以使用,但是,使用Deque,最好不要调用offer(),而是调用offerLast()

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
----
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Deque<String> deque = new LinkedList<>();
        deque.offerLast("A"); // A
        deque.offerLast("B"); // B -> A
        deque.offerFirst("C"); // B -> A -> C
        System.out.println(deque.pollFirst()); // C, 剩下B -> A
        System.out.println(deque.pollLast()); // B
        System.out.println(deque.pollFirst()); // A
        System.out.println(deque.pollFirst()); // null
    }
}

如果直接写deque.offer(),我们就需要思考,offer()实际上是offerLast(),我们明确地写上offerLast(),不需要思考就能一眼看出这是添加到队尾。

因此,使用Deque,推荐总是明确调用offerLast()/offerFirst()或者pollFirst()/pollLast()方法。

Deque是一个接口,它的实现类有ArrayDequeLinkedList

我们发现LinkedList真是一个全能选手,它即是List,又是Queue,还是Deque。但是我们在使用的时候,总是用特定的接口来引用它,这是因为持有接口说明代码的抽象层次更高,而且接口本身定义的方法代表了特定的用途。

// 不推荐的写法:
LinkedList<String> d1 = new LinkedList<>();
d1.offerLast("z");
// 推荐的写法:
Deque<String> d2 = new LinkedList<>();
d2.offerLast("z");

可见面向抽象编程的一个原则就是:尽量持有接口,而不是具体的实现类。

练习

小结

Deque实现了一个双端队列(Double Ended Queue),它可以:

  • 将元素添加到队尾或队首:addLast()/offerLast()/addFirst()/offerFirst()
  • 从队首/队尾获取元素并删除:removeFirst()/pollFirst()/removeLast()/pollLast()
  • 从队首/队尾获取元素但不删除:getFirst()/peekFirst()/getLast()/peekLast()
  • 总是调用xxxFirst()/xxxLast()以便与Queue的方法区分开;
  • 避免把null添加到队列。

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