队列Queue-02

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kwan的解忧杂货铺 发表于 2024/08/04 23:10:57 2024/08/04
【摘要】 1.什么是 Deque?Deque,全称为"Double-Ended Queue",是一种特殊的队列数据结构,它允许在两端进行元素的添加和删除操作。这种数据结构的特点是两端都是开放的,因此可以高效地在队列的前端和后端进行插入和删除操作。Deque 通常通过数组或链表来实现。在基于数组的实现中,Deque 可以利用数组的两端进行元素的添加和删除,从而避免在中间插入或删除元素时需要移动其他元素...

1.什么是 Deque?

Deque,全称为"Double-Ended Queue",是一种特殊的队列数据结构,它允许在两端进行元素的添加和删除操作。这种数据结构的特点是两端都是开放的,因此可以高效地在队列的前端和后端进行插入和删除操作。

Deque 通常通过数组或链表来实现。在基于数组的实现中,Deque 可以利用数组的两端进行元素的添加和删除,从而避免在中间插入或删除元素时需要移动其他元素的开销。而在基于链表的实现中,Deque 则利用链表的灵活性,在头部和尾部都维护一个指向当前队列的指针,以支持快速的插入和删除操作。

Deque 提供了许多有用的操作,如在队列前端添加元素(addFront)、在队列后端添加元素(addRear)、从队列前端删除元素(removeFront)和从队列后端删除元素(removeRear)。此外,Deque 还支持查看队列前端和后端的元素,以及判断队列是否为空等操作。

Deque 在计算机科学中有着广泛的应用,例如在某些算法中作为栈或队列的替代品,或者在需要双向队列特性的场景中使用。由于其灵活性和高效的操作性能,Deque 成为了一种非常有用的数据结构。

Queue 以及 Deque 都是继承于 Collection,Deque 是 Queue 的子接口。双端队列,可以在首尾插入或删除元素。

Deque 中直接子类有两个:LinkedList 以及 ArrayDeque。

ArrayDeque 是无初始容量的双端队列,LinkedList 则是双向链表。而我们还能看到,ArrayDeque 作为队列时的效率比 LinkedList 要高,而在栈的使用场景下,无疑具有尾结点不需判空的 LinkedList 较高效。

ArrayDeque 通常作为栈或队列使用,但是栈的效率不如 LinkedList 高。
LinkedList 通常作为栈或队列使用,但是队列的效率不如 ArrayQueue 高。

2.双端可用 Deque 接口

Deque 概念: 支持两端元素插入和移除的线性集合。名称deque是双端队列的缩写,通常发音为deck。大多数实现 Deque 的类,对它们包含的元素的数量没有固定的限制的,支持有界和无界。

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3.Deque 方法

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4.Deque 和 Queue 比较

作为 FIFO 时等价于 Queue 的方法如下表所示:

比如 Queue 的 add 方法和 Deque 的 addLast 方法等价。

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5.Deque 和 Stack 比较

  • Deque 也可以用作 LIFO(后进先出)栈,这个接口优于传统的 Stack 类。当作为栈使用时,元素被 push 到 deque 队列的头,而 pop 也是从队列的头 pop 出来。
  • Stack(栈)的方法正好等同于 Deque 的如下方法:

image.png

注意:peek 方法不论是作为栈还是队列,都是从队列的检测队列的头,返回最先加入的元素。比如第一次 put 100,第二次 put 200,则 peek 返回的是 100。

6.Deque 的实现与继承

哪些类实现了Deque接口:

  • LinkedList 类
  • ArrayDeque 类
  • ConcurrentLinkedDeque 类
  • LinkedBlockingDeque 类

哪些类继承了Deque接口:

  • BlockingDeque 接口
public interface BlockingDeque<E> extends BlockingQueue<E>, Deque<E> {}
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