Introdução ao Java ArrayDeque

1. Visão geral

Neste tutorial, mostraremos como usar a classeArrayDeque do Java - que é uma implementação da interfaceDeque.

UmArrayDeque (também conhecido como “Array Double Ended Queue”, pronunciado como “ArrayDeck”)is a special kind of a growable array that allows us to add or remove an element from both sides.

Uma implementação deArrayDeque pode ser usada comoStack (último a entrar, primeiro a sair) ouQueue (primeiro a entrar, primeiro a sair).

2. A API em um relance

Para cada operação, basicamente temos duas opções.

O primeiro grupo consiste em métodos que lançam exceção se a operação falhar. O outro grupo retorna um status ou valor:

Operação

Método

Exceção de lançamento de método

Inserção da Cabeça

offerFirst (e)

addFirst (e)

Remoção da Cabeça

pollFirst ()

removeFirst ()

Recuperação da cabeça

peekFirst ()

getFirst ()

Inserção da cauda

offerLast (e)

addLast (e)

Remoção da cauda

pollLast ()

removeLast ()

Recuperação da cauda

peekLast ()

Obtenha o último()

3. Usando Métodos

Vejamos alguns exemplos simples de como podemos fazer uso deArrayDeque.

3.1. UsandoArrayDeque comoStack

Começaremos com um exemplo de como podemos tratar a classe como umStack - e enviar um elemento:

@Test
public void whenPush_addsAtFirst() {
    Deque stack = new ArrayDeque<>();
    stack.push("first");
    stack.push("second");

    assertEquals("second", stack.getFirst());
}

Vejamos também como podemos retirar um elemento deArrayDeque - quando usado como uma pilha:

@Test
public void whenPop_removesLast() {
    Deque stack = new ArrayDeque<>();
    stack.push("first");
    stack.push("second");

    assertEquals("second", stack.pop());
}

O métodopop lançaNoSuchElementException quando uma pilha está vazia.

3.2. UsandoArrayDeque comoQueue

Vamos agora começar com um exemplo simples que mostra como podemos oferecer um elemento em umArrayDeque - quando usado como umQueue simples:

@Test
public void whenOffer_addsAtLast() {
    Deque queue = new ArrayDeque<>();
    queue.offer("first");
    queue.offer("second");

    assertEquals("second", queue.getLast());
}

E vamos ver como podemos pesquisar um elemento de umArrayDeque, também quando usado como umQueue:

@Test
public void whenPoll_removesFirst() {
    Deque queue = new ArrayDeque<>();
    queue.offer("first");
    queue.offer("second");

    assertEquals("first", queue.poll());
}

O métodopoll retorna um valornull se uma fila estiver vazia.

4. ComoArrayDeque é implementado

Sob o capô, oArrayDeque is backed by an array which doubles its size when it gets filled.

Inicialmente, a matriz é inicializada com um tamanho de 16. É implementado como uma fila de duas pontas, onde mantém dois ponteiros, a saber, uma cabeça e uma cauda.

Vamos ver essa lógica em ação - em alto nível.

**4.1. ArrayDeque como pilha**

Como pode ser visto, quando um usuário adiciona um elemento usando o métodopush, ele move o ponteiro principal em um.

Quando removemos um elemento, ele define o elemento na posição inicial comonull para que o elemento possa ser coletado como lixo e, em seguida, move o ponteiro inicial em um para trás.

**4.2. ArrayDeque comoQueue**

Quando adicionamos um elemento usando o métodooffer, ele move o ponteiro da cauda em um.

Enquanto o usuário consulta um elemento, ele define o elemento na posição de cabeçalho como nulo, para que o elemento possa ser coletado como lixo e, em seguida, move o ponteiro de cabeçalho.

4.3. Notas emArrayDeque

Por fim, mais algumas notas que valem a pena entender e lembrar sobre essa implementação específica:

Não é thread-safe
Elementos nulos não são aceitos
Funciona significativamente mais rápido do queStack sincronizado
É uma fila mais rápida do queLinkedList devido à melhor localidade de referência
A maioria das operações amortizou a complexidade do tempo constante
UmIterator retornado por umArrayDeque é fail-fast
ArrayDeque duplica automaticamente o tamanho de uma matriz quando os ponteiros de ponta e ponta se encontram ao adicionar um elemento

5. Conclusão

Neste breve artigo, ilustramos o uso de métodos emArrayDeque.

A implementação de todos esses exemplos pode ser encontrada emthe GitHub project; este é um projeto baseado em Maven, portanto, deve ser fácil importar e executar como está.

TOC

Introdução ao Java ArrayDeque