TOC

Введение в Java ArrayDeque

Введение в Java ArrayDeque

1. обзор

В этом руководстве мы покажем, как использовать класс JavaArrayDeque, который является реализацией интерфейсаDeque.

ArrayDeque (также известный как «очередь с двойным окончанием массива», произносится как «ArrayDeck»)is a special kind of a growable array that allows us to add or remove an element from both sides.

РеализацияArrayDeque может использоваться какStack (последний вошел - первым вышел) или какQueue (первым пришел - первым ушел).

2. Краткий обзор API

Для каждой операции у нас в основном есть два варианта.

Первая группа состоит из методов, которые выдают исключение в случае сбоя операции. Другая группа возвращает статус или значение:

операция

метод

Метод, генерирующий исключение

Вставка из головы

offerFirst (e)

addFirst (e)

Удаление с головы

pollFirst ()

removeFirst ()

Извлечение из головы

peekFirst ()

getFirst ()

Вставка из хвоста

предложениеПоследнее (е)

addLast (e)

Удаление из хвоста

pollLast ()

removeLast ()

Извлечение из хвоста

peekLast ()

getLast ()

3. Используя Методы

Давайте посмотрим на несколько простых примеров того, как мы можем использоватьArrayDeque.

3.1. ИспользуяArrayDeque какStack

Мы начнем с примера того, как мы можем рассматривать класс какStack - и нажимать элемент: 

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

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

Давайте также посмотрим, как мы можем извлечь элемент изArrayDeque - при использовании в качестве стека: 

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

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

Методpop выдаетNoSuchElementException, когда стек пуст.

3.2. ИспользуяArrayDeque какQueue

Давайте теперь начнем с простого примера, показывающего, как мы можем предложить элемент вArrayDeque - когда он используется как простойQueue: 

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

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

И давайте посмотрим, как мы можем опросить элемент изArrayDeque, также когда он используется какQueue: 

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

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

Методpoll возвращает значениеnull, если очередь пуста.

4. Как реализованArrayDeque

image Под капотомArrayDeque is backed by an array which doubles its size when it gets filled.

Первоначально массив инициализируется с размером 16. Он реализован как двусторонняя очередь, в которой хранятся два указателя, а именно голова и хвост.

Давайте посмотрим на эту логику в действии - на высоком уровне.

4.1. ArrayDeque как стек

image Как видно, когда пользователь добавляет элемент с помощью методаpush, он перемещает указатель заголовка на единицу.

Когда мы выталкиваем элемент, он устанавливает элемент в позиции заголовка какnull, чтобы элемент мог быть собран мусором, а затем перемещает указатель заголовка на единицу назад.

4.2. ArrayDeque какQueue

image Когда мы добавляем элемент с помощью методаoffer, он перемещает указатель хвоста на единицу.

В то время как пользователь опрашивает элемент, он устанавливает для элемента в позиции заголовка значение null, чтобы элемент мог собирать мусор, а затем перемещает указатель заголовка.

4.3. Примечания кArrayDeque

Наконец, еще несколько замечаний, которые стоит понять и запомнить об этой конкретной реализации:

  • Это не потокобезопасный

  • Нулевые элементы не принимаются

  • Работает значительно быстрее, чем синхронизированныйStack

  • Более быстрая очередь, чемLinkedList, из-за лучшей локализации ссылки

  • Большинство операций амортизировали сложность с постоянным временем

  • Iterator, возвращаемыйArrayDeque, является отказоустойчивым

  • ArrayDeque автоматически удваивает размер массива, когда указатели головы и хвоста встречаются друг с другом при добавлении элемента

5. Заключение

В этой короткой статье мы проиллюстрировали использование методов вArrayDeque.

Реализация всех этих примеров может быть найдена вthe GitHub project; это проект на основе Maven, поэтому его должно быть легко импортировать и запускать как есть.

Related