java基础-Deque 接口
1. 什么是 Deque？
Deque（Double Ended Queue，双端队列）是 Java Collections Framework 的一部分，它支持在队列的两端进行插入和删除操作。
2. Deque 的特点
双端操作：可以从头部和尾部添加/删除元素
可用作多种数据结构：
普通队列（FIFO）
栈（LIFO）
双端队列
3. 主要实现类
// ArrayDeque - 基于数组实现，性能较好，推荐使用 Deque<String> arrayDeque = new ArrayDeque<>(); // LinkedList - 基于链表实现，也实现了Deque接口 Deque<String> linkedListDeque = new LinkedList<>(); // ConcurrentLinkedDeque - 线程安全版本（java.util.concurrent） Deque<String> concurrentDeque = new ConcurrentLinkedDeque<>();4. 常用操作方法
4.1 添加元素
Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<>(); // 头部操作 deque.addFirst(1); // 抛出异常 deque.offerFirst(2); // 返回boolean // 尾部操作 deque.addLast(3); // 抛出异常 deque.offerLast(4); // 返回boolean // 等价方法 deque.add(5); // addLast() deque.offer(6); // offerLast() deque.push(7); // addFirst() - 栈操作4.2 删除元素
// 头部删除 int first1 = deque.removeFirst(); // 抛出异常 int first2 = deque.pollFirst(); // 返回null // 尾部删除 int last1 = deque.removeLast(); // 抛出异常 int last2 = deque.pollLast(); // 返回null // 等价方法 int elem1 = deque.remove(); // removeFirst() int elem2 = deque.poll(); // pollFirst() int elem3 = deque.pop(); // removeFirst() - 栈操作4.3 查看元素（不删除）
// 查看头部 int head1 = deque.getFirst(); // 抛出异常 int head2 = deque.peekFirst(); // 返回null int head3 = deque.element(); // getFirst() int head4 = deque.peek(); // peekFirst() // 查看尾部 int tail1 = deque.getLast(); // 抛出异常 int tail2 = deque.peekLast(); // 返回null5. 使用示例
示例1：作为栈使用
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>(); // 入栈 stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); // 出栈 while (!stack.isEmpty()) { System.out.println(stack.pop()); // 输出: 3, 2, 1 }示例2：作为队列使用
Deque<String> queue = new ArrayDeque<>(); // 入队 queue.offer("A"); queue.offer("B"); queue.offer("C"); // 出队 while (!queue.isEmpty()) { System.out.println(queue.poll()); // 输出: A, B, C }示例3：双端操作
Deque<Character> deque = new ArrayDeque<>(); // 两端添加 deque.addFirst('B'); deque.addLast('C'); deque.addFirst('A'); deque.addLast('D'); // 遍历 for (char c : deque) { System.out.print(c + " "); // 输出: A B C D } // 两端删除 System.out.println(deque.removeFirst()); // A System.out.println(deque.removeLast()); // D6. ArrayDeque vs LinkedList
| 特性 | ArrayDeque | LinkedList |
|---|---|---|
| 数据结构 | 可扩展数组 | 双向链表 |
| 内存使用 | 更紧凑 | 每个元素额外存储前后指针 |
| 性能 | 随机访问快 | 插入删除快（指定位置） |
| 推荐使用 | 大多数场景 | 需要频繁在中间操作时 |
7. 实际应用场景
// 场景1：滑动窗口最大值 public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) { Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<>(); int[] result = new int[nums.length - k + 1]; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { // 移除超出窗口的元素 if (!deque.isEmpty() && deque.peekFirst() == i - k) { deque.pollFirst(); } // 保持deque递减 while (!deque.isEmpty() && nums[deque.peekLast()] <= nums[i]) { deque.pollLast(); } deque.offerLast(i); // 记录窗口最大值 if (i >= k - 1) { result[i - k + 1] = nums[deque.peekFirst()]; } } return result; } // 场景2：括号匹配检查 public boolean isValid(String s) { Deque<Character> stack = new ArrayDeque<>(); for (char c : s.toCharArray()) { if (c == '(' || c == '[' || c == '{') { stack.push(c); } else { if (stack.isEmpty()) return false; char top = stack.pop(); if ((c == ')' && top != '(') || (c == ']' && top != '[') || (c == '}' && top != '{')) { return false; } } } return stack.isEmpty(); }8. 注意事项
容量限制：ArrayDeque 有初始容量，可自动扩容
空值处理：
addFirst/addLast：不接受 null（会抛出 NPE）offerFirst/offerLast：不接受 null
线程安全：ArrayDeque 和 LinkedList 都不是线程安全的
性能考虑：ArrayDeque 通常比 LinkedList 性能更好
总结
Deque是一个非常实用的接口，它提供了队列和栈的完整功能。在大多数情况下，推荐使用ArrayDeque作为实现类，因为它比 LinkedList 有更好的性能表现。