Java中隊列Queue和Deque的區別與代碼實例

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一、Queue和Deque

Queue以及Deque都是繼承於Collection，Deque是Queue的子接口。

Queue是FIFO的單向隊列，Deque是雙向隊列。

Queue有一個直接子類PriorityQueue，而Deque中直接子類有兩個：LinkedList以及ArrayDeque。

PriorityQueue的底層數據結構是數組，而無邊界的形容，那麼指明瞭PriorityQueue是自帶擴容機制的。

ArrayDeque是無初始容量的雙端隊列，LinkedList則是雙向鏈表。

PriorityQueue可以作為堆使用，而且可以根據傳入的Comparator實現大小的調整，會是一個很好的選擇。
ArrayDeque通常作為棧或隊列使用，但是棧的效率不如LinkedList高。
LinkedList通常作為棧或隊列使用，但是隊列的效率不如ArrayQueue高。

二、api對比

Queue Deque
增加 add add、addFirst、addLast
offer offer、offerFirst、offerLast
移除 remove remove、removeFirst、removeLast
poll pop、poll、pollFirst、pollLast
獲取 element element、getFirst、getLast
peek peek、peekFirst、peekLast

備註：

1、add和offer區別

  • add() : 添加元素，如果添加成功則返回true，如果隊列是滿的，則拋出異常
  • offer() : 添加元素，如果添加成功則返回true，如果隊列是滿的，則返回false

2、remove和poll

  • remove() : 移除隊列頭的元素並且返回，如果隊列為空則拋出異常
  • poll() : 移除隊列頭的元素並且返回，如果隊列為空則返回null
  • Deque新增瞭一個pop方法，也是移除隊列頭的元素並且返回，如果隊列為空則拋出異常。

3、element和peek

  • element() ：返回隊列頭元素但不移除，如果隊列為空，則拋出異常
  • peek() ：返回隊列頭元素但不移除，如果隊列為空，則返回null
  • 因此，增加推薦使用add，移除推薦使用poll，獲取元素推薦使用peek。

三、代碼實例

1、queue

隊列(queue)是一種常用的數據結構，可以將隊列看做是一種特殊的線性表，該結構遵循的先進先出原則。Java中，LinkedList實現瞭Queue接口,因為LinkedList進行插入、刪除操作效率較高。

初始化：

Queue <Integer> q = new LinkedList<Integer>();

常用方法：

**add(E e)😗*將指定元素插入此隊列尾部，成功返回true。

**offer(E e)😗*將指定元素插入隊列尾部，成功返回true。當隊列有容量 限制時，此方法由於add，因為後者可能無法插入，而隻是拋出IllegalStateException異常。

**remove()😗*獲取並移除隊列的頭部元素，隊列為空拋出異常。

**poll()：**獲取並移除隊列的頭部元素，隊列為空返回null。

**element()😗*獲取但是不移除隊列頭部元素，隊列為空拋出異常。

**peek()😗*獲取但是不移除隊列頭部元素，隊列為空返回null。

**isEmpty()😗*判斷隊列是否為空，為空返回true。

**size()😗*獲取隊列元素數量.

實例代碼：

public static void test01(){
    Queue<String> queue = new LinkedList<>();
    // add()和remove()方法在失敗的時候會拋出異常(不推薦)
    queue.offer("a");
    queue.offer("b");
    queue.offer("c");
    queue.offer("d");
    queue.offer("e");
    queue.add("f");
    //在隊列元素為空的情況下，remove() 方法會拋出NoSuchElementException異常，poll() 方法隻會返回 null 。
    String first2 = queue.remove();//返回第一個元素，刪除
    System.out.println(first2);//a
    String first1 = queue.poll();//返回第一個元素，刪除
    System.out.println(first1);//b
    String first = queue.peek();//返回第一個元素，但不刪除
    System.out.println(first);//c
    System.out.println(queue);//[c, d, e, f]
    first = queue.element();//返回第一個元素
    System.out.println(first);//c
}

2、deque

雙向隊列是指該隊列兩端的元素既能入隊(offer)也能出隊(poll),如果將Deque限制為隻能從一端入隊和出隊，則可實現棧的數據結構。對於棧而言，有入棧(push)和出棧(pop)，遵循先進後出原則。

初始化：

Deque<Integer> d = new LinkedList<Integer>();

常用方法：

**addLast(E e)😗*在隊列尾部插入元素.

**offerLast(E e)😗*在隊列尾部插入元素。

**removeFirst()😗*獲取頭部元素。

**pollFirst()😗*獲取頭部元素。

**getFirst()😗*獲取頭部元素。

**peekFirst()😗*獲取頭部元素。

//上述方法均和queue中方法一一對應。
//且queue中的方法，deque中均可用。

**getLast()😗*獲取但不移除隊列最後一個元素。

**offerFirst()😗*將指定元素插入隊列開頭。

**peekLast()😗*獲取但不移除雙端隊列最後一個元素。

**pollLast()😗*獲取並移除雙端隊列最後一個元素。

**pop()😗*從雙端隊列表示的堆棧 中彈出一個元素。

**push()😗*將一個元素推入雙端隊列表示的堆棧，即隊列的頭部。成功返回true，如果沒有可用空間，拋出IllegalStateException。

**removeLast()😗*獲取並移除移除雙端隊列最後一個元素。

**size()😗*返回雙端隊列元素數。

**isEmpty()😗*判斷隊列是否為空，為空返回true。

**remove(Object o)😗*從雙端隊列中移除第一次出現的指定元素。

實例代碼：

public static void test02(){
    Deque<String> deque = new LinkedList<>();
    deque.offer("a");
    deque.offer("b");
    deque.offerFirst("c");//在隊列頭部進行插入
    System.out.println(deque);//[c, a, b]
    deque.offerLast("d");
    System.out.println(deque);//[c, a, b, d]
 
    String ret = deque.element();//返回第一個元素
    System.out.println(ret);//c
 
    ret = deque.getFirst();//返回第一個元素
    System.out.println(ret);//c
    ret = deque.getLast();//返回最後一個元素
    System.out.println(ret);//d
 
    ret = deque.peek();//返回第一個元素，但不刪除
    System.out.println(ret);//c
 
    ret = deque.peekFirst();//返回第一個元素，但不刪除
    System.out.println(ret);//c
    ret = deque.peekLast();//返回最後一個元素，但不刪除
    System.out.println(ret);//d
 
    System.out.println(deque);
 
    ret = deque.poll();//返回第一個元素，刪除
    System.out.println(ret);//c
    System.out.println(deque);//[a, b, d]
 
    ret = deque.pop();//返回第一個元素，刪除
    System.out.println(ret);//a
    System.out.println(deque);//[b, d]
 
    deque.clear();
    ret = deque.pop();//拋異常
    System.out.println("11111");
    ret = deque.poll();//返回null,但不拋異常
    System.out.println("++"+ret);
    System.out.println("22222");
}

總結

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