java基础-ArrayDeque

ArrayDeque是Java 集合框架中的一个类，它是一个基于可调整大小的循环数组实现的双端队列

是Deque接口的实现类之一

继承关系：

Iterable (接口) ↓ Collection (接口) ↓ Queue (接口) ↓ Deque (接口) ↓ ┌─────────────────┐ │ ArrayDeque (类) │ ← 具体实现 └─────────────────┘

主要特点：

1.数据结构

• 底层使用动态数组（循环数组）实现

• 允许从两端高效地添加/移除元素

• 内存连续，访问速度快

2.核心特性

• 线程不安全（非同步）

• 不允许存储 null 元素

• 初始容量默认为16，自动扩容（2倍）

• 既可作为栈（Stack）使用，也可作为队列（Queue）使用

• 性能通常优于 LinkedList（作为队列/栈时）

常用方法：

队列操作（FIFO）

ArrayDeque<String> deque = new ArrayDeque<>(); // 添加元素到队尾 deque.offer("A"); // 推荐 deque.add("B"); // 可能抛出异常 deque.offerLast("C"); // 明确指定队尾 // 从队首移除并返回 String first = deque.poll(); // 返回null如果为空 String first2 = deque.remove(); // 抛出异常如果为空 String first3 = deque.pollFirst(); // 查看队首（不移除） String peek = deque.peek(); String peek2 = deque.peekFirst();

栈操作（LIFO）

// 作为栈使用 ArrayDeque<String> stack = new ArrayDeque<>(); // 压栈 stack.push("A"); // 添加到队首 stack.addFirst("B"); // 弹栈 String top = stack.pop(); // 移除队首 String top2 = stack.pollFirst(); // 查看栈顶 String peek = stack.peek(); String peek2 = stack.peekFirst();

双端队列操作

// 队首操作 deque.addFirst("First"); deque.offerFirst("First"); deque.removeFirst(); deque.pollFirst(); // 队尾操作 deque.addLast("Last"); deque.offerLast("Last"); deque.removeLast(); deque.pollLast();

性能对比

操作	ArrayDeque	LinkedList
添加/删除（两端）	O(1)*	O(1)
随机访问	O(1)	O(n)
内存使用	更紧凑	更多（节点开销）
遍历速度	更快（缓存友好）	较慢

注意：ArrayDeque的O(1)是分摊时间复杂度，扩容时会有额外开销

使用场景推荐：

推荐使用 ArrayDeque：

1. 作为栈使用（替代过时的 Stack 类）

   // 推荐 Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>(); // 不推荐（已过时） Stack<Integer> oldStack = new Stack<>();

2. 作为队列使用

   Queue<String> queue = new ArrayDeque<>();

3. 需要高效的双端操作

   Deque<Integer> deque = new ArrayDeque<>();

不适合的场景：

1. 需要线程安全（考虑使用 ConcurrentLinkedDeque）

2. 需要存储 null 元素

3. 需要频繁在中间插入/删除

示例代码：

public class ArrayDequeExample { public static void main(String[] args) { // 1. 作为队列 Queue<Integer> queue = new ArrayDeque<>(); queue.offer(1); queue.offer(2); System.out.println(queue.poll()); // 1 // 2. 作为栈 Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>(); stack.push(1); stack.push(2); System.out.println(stack.pop()); // 2 // 3. 作为双端队列 ArrayDeque<String> deque = new ArrayDeque<>(); deque.addFirst("First"); deque.addLast("Last"); System.out.println(deque); // [First, Last] } }

注意事项：

1. 线程安全：ArrayDeque 不是线程安全的，多线程环境下需要外部同步

2. 容量限制：最大容量是Integer.MAX_VALUE - 8

3. 迭代器：迭代器是 fail-fast 的

4. 性能：在大多数场景下，作为栈/队列使用时性能优于 LinkedList

总结：ArrayDeque 是 Java 中实现队列和栈的首选类，它提供了高效的性能、简洁的API，并且比传统的Stack类更现代、更安全。