Java ArrayDeque - Java教程

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Java ArrayDeque - Java教程

在本教程中,我们将借助示例来学习ArrayDeque类及其方法。此外,我们还将学习使用ArrayDeque来实现堆栈。

在Java中,我们可以使用ArrayDeque该类使用数组来实现队列和双端队列数据结构。

由ArrayDeque实现的接口

在ArrayDeque类实现这两个接口:

Java中的ArrayDeque实现了两个接口:Queue和Deque

创建ArrayDeque

为了创建ArrayDeque双端队列,我们必须导入java.util.ArrayDeque包。

这是我们可以用Java创建ArrayDeque双端队列的方法:

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

在此,Type表示ArrayDeque双端队列的类型。例如,

//创建字符串类型ArrayDeque
ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>();

//创建整数类型ArrayDeque
ArrayDeque<Integer> age = new ArrayDeque<>();

ArrayDeque方法

ArrayDeque类提供了所有的存在于方法Queue和Deque接口。

将元素插入双端队列

1.使用add(),addFirst()和addLast()添加元素

  • add() - 将指定的元素插入ArrayDeque双端队列的末尾

  • addFirst() -在ArrayDeque双端队列的开头,插入指定的元素

  • addLast() - 在ArrayDeque双端队列的末尾插入指定的内容(等效于add())

注意:如果ArrayDeque双端队列已满,则所有这些方法add(),addFirst()和addLast()都会引发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);
    }
}

输出结果

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

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

  • offer() - 将指定的元素插入ArrayDeque双端队列的末尾

  • offerFirst() - 在ArrayDeque双端队列的开始处插入指定的元素

  • offerLast() - 将指定的元素插入ArrayDeque双端队列的末尾

注意: offer(),offerFirst()并offerLast()返回true是否成功插入元素;否则,返回。如果ArrayDeque双端队列已满,则这些方法返回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);
    }
}

输出结果

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

访问ArrayDeque元素

1.使用getFirst()和getLast()访问元素

  • getFirst() - 返回ArrayDeque双端队列的第一个元素

  • getLast() - 返回ArrayDeque双端队列的最后一个元素

注:如果ArrayDeque双端队列为空,getFirst()和getLast()抛出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);

        // 获取第一个元素
        String firstElement = animals.getFirst();
        System.out.println("第一个元素: " + firstElement);

        //获取最后一个元素
        String lastElement = animals.getLast();
        System.out.println("最后一个元素: " + lastElement);
    }
}

输出结果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
第一个元素: Dog
最后一个元素: Horse

2.使用peek(),peekFirst()和peekLast()方法访问元素

  • peek() - 返回ArrayDeque双端队列的第一个元素

  • peekFirst() - 返回ArrayDeque双端队列的第一个元素(等效于peek())

  • peekLast() - 返回ArrayDeque双端队列的最后一个元素

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("头元素: " + element);

        //使用peekFirst()
        String firstElement = animals.peekFirst();
        System.out.println("第一个元素: " + firstElement);

        //使用peekLast
        String lastElement = animals.peekLast();
        System.out.println("最后一个元素: " + lastElement);
    }
}

输出结果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
Head Element: Dog
第一个元素: Dog
最后一个元素: Horse

注意:如果ArrayDeque双端队列为空,peek(),peekFirst()和getLast()抛出NoSuchElementException。

删除 ArrayDeque 元素

1.使用remove(),removeFirst(),removeLast()方法删除元素

  • remove() - 返回并从ArrayDeque双端队列的第一个元素中删除一个元素

  • remove(element) - 返回并从ArrayDeque双端队列的头部删除指定的元素

  • removeFirst() - 返回并从ArrayDeque双端队列中删除第一个元素(等效于remove())

  • removeLast() - 返回并从ArrayDeque双端队列中删除最后一个元素

注意:如果数组双端队列为空,则remove(),removeFirst()和removeLast()方法将引发异常。 另外,如果找不到元素,则remove(element)会引发异常。

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("删除Element: " + element);

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

        //使用removeFirst()
        String firstElement = animals.removeFirst();
        System.out.println("删除第一个元素: " + firstElement);

        //使用removeLast()
        String lastElement = animals.removeLast();
        System.out.println("删除最后一个元素: " + lastElement);
    }
}

输出结果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse]
删除Element: Dog
新的ArrayDeque: [Cat, Cow, Horse]
删除第一个元素: Cat
删除最后一个元素: Horse

2.使用poll(),pollFirst()和pollLast()方法删除元素

  • poll() - 返回并删除ArrayDeque双端队列的第一个元素

  • pollFirst() - 返回并删除ArrayDeque双端队列的第一个元素(等效于poll())

  • pollLast() - 返回并删除ArrayDeque双端队列的最后一个元素

注意:如果ArrayDeque双端队列为空,则如果找不到该元素,则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("删除Element: " + element);
        System.out.println("新的ArrayDeque: " + animals);

        //使用pollFirst()
        String firstElement = animals.pollFirst();
        System.out.println("删除第一个元素: " + firstElement);

        //使用pollLast()
        String lastElement = animals.pollLast();
        System.out.println("删除最后一个元素: " + lastElement);
    }
}

输出结果

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse]
删除Element: Dog
新的ArrayDeque: [Cat, Cow, Horse]
删除第一个元素: Cat
删除最后一个元素: Horse

3.删除元素:使用clear()方法

要从ArrayDeque双端队列中删除所有元素,我们使用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);
    }
}

输出结果

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

迭代遍历ArrayDeque

  • iterator() - 返回可用于遍历ArrayDeque双端队列的迭代器

  • descendingIterator() -返回一个迭代器,该迭代器可用于以相反顺序遍历ArrayDeque双端队列

为了使用这些方法,我们必须导入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(", ");
        }
    }
}

输出结果

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

其他方法

方法内容描述
element()从ArrayDeque双端队列的头部返回一个元素。
contains(element)在ArrayDeque双端队列中搜索指定的元素。
如果找到该元素,则返回true,否则返回false。
size()返回ArrayDeque双端队列的长度。
toArray()将ArrayDeque双端队列转换为数组并返回。
clone()创建ArrayDeque双端队列的副本并返回它。

ArrayDeque作为堆栈

要在Java中实现LIFO(后进先出)堆栈,建议在Stack类上使用双端队列。该ArrayDeque类比Stack类快。

ArrayDeque 提供了以下可用于实现堆栈的方法。

  • push() - 在堆栈顶部添加一个元素

  • peek() - 从堆栈顶部返回一个元素

  • pop() - 返回并从堆栈顶部删除元素

例如,

import java.util.ArrayDeque;

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

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

        //从堆栈顶部访问元素
        String element = stack.peek();
        System.out.println("访问元素: " + element);

        //从堆栈顶部删除元素
        String remElement = stack.pop();
        System.out.println("删除element: " + remElement);
    }
}

输出结果

Stack: [Horse, Cat, Dog]
访问元素: Horse
删除Element: Horse

ArrayDeque与 LinkedList类

ArrayDeque和Java的LinkedList都实现了Deque接口。但是,它们之间存在一些差异。

  • LinkedList支持空元素,而ArrayDeque不支持。

  • 链表中的每个节点都包含到其他节点的链接。这就是LinkedList比ArrayDeque需要更多存储空间的原因。

  • 如果要实现队列或双端队列数据结构,则ArrayDeque可能比LinkedList快。

没有了 Java Deque 接口