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在Java中如何使用Deque实现双端队列_Deque集合使用经验

P粉602998670

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发布时间:2025-11-26 11:39:50

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来源于php中文网

原创

答案:Java中Deque支持两端高效操作,常用ArrayDeque和LinkedList实现,提供add/offer、remove/poll、get/peek四组方法处理首尾元素,可模拟栈(LIFO)和队列(FIFO),适用于滑动窗口、回文检查等场景。

在java中如何使用deque实现双端队列_deque集合使用经验

在Java中,Deque(Double-ended Queue)是一个支持在两端高效插入和删除元素的线性集合。它继承自Queue接口,允许从队列的前端后端进行操作,既可以当作使用,也可以当作双端队列使用。实际开发中,我们通常使用其子类如 ArrayDequeLinkedList 来实现具体功能。

1. Deque 的常用实现类选择

Java 提供了多个实现 Deque 接口的类,最常用的是 ArrayDequeLinkedList

  • ArrayDeque:基于可变长度数组实现,性能较高,适合大多数场景,尤其是作为栈或队列使用时。
  • LinkedList:基于双向链表实现,也能满足 Deque 操作,但内存开销略大,适合频繁增删的场景。

一般推荐优先使用 ArrayDeque,除非需要同时操作 List 接口的功能。

2. 常用方法说明与使用示例

Deque 提供了四组核心方法来处理队列两端的操作,区别在于行为方式(抛异常 vs 返回特殊值):

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操作类型 头部操作(First) 尾部操作(Last)
抛出异常 addFirst(e), removeFirst(), getFirst() addLast(e), removeLast(), getLast()
返回布尔/null offerFirst(e), pollFirst(), peekFirst() offerLast(e), pollLast(), peekLast()

以下是一个简单使用示例:

// 创建一个 Deque
Deque deque = new ArrayDeque<>();

// 从头部添加
deque.addFirst("A");
deque.addFirst("B"); // [B, A]

// 从尾部添加
deque.addLast("C");  // [B, A, C]

// 查看首尾元素
System.out.println(deque.peekFirst()); // B
System.out.println(deque.peekLast());  // C

// 从头部弹出
String first = deque.pollFirst(); // B 出队,剩余 [A, C]
String last = deque.pollLast();   // C 出队,剩余 [A]

3. 使用 Deque 实现栈和队列

由于 Deque 支持在一端进行插入和删除,非常适合模拟栈结构;同时也支持 FIFO 模式,可用作普通队列。

作为栈使用(LIFO):
Deque stack = new ArrayDeque<>();
stack.push(1);     // 入栈
stack.push(2);
int top = stack.pop(); // 出栈,返回 2
作为队列使用(FIFO):
Deque queue = new ArrayDeque<>();
queue.offerLast(1);        // 入队
queue.offerLast(2);
int front = queue.pollFirst(); // 出队,返回 1

4. 实际应用场景建议

Deque 在算法题和实际开发中应用广泛,以下是几个典型用途:

  • 滑动窗口问题:配合单调队列,使用 Deque 维护窗口最大/最小值。
  • 回文检查:将字符逐个加入 Deque,再从两端同时取出比较。
  • 表达式求值:用 Deque 实现中缀表达式计算中的操作符和操作数栈。
  • 撤销操作(Undo):记录操作历史,通过 push/pop 实现前进后退。

基本上就这些。合理选择实现类,熟悉各操作方法的区别,就能灵活运用 Deque 解决多种数据结构问题。注意避免在多线程环境下使用非同步的 Deque 实现,必要时考虑包装或换用并发容器。

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