问题
（1）什么是双端队列？
（2）arraydeque是怎么实现双端队列的？
（3）arraydeque是线程安全的吗？
（4）arraydeque是有界的吗？
简介
双端队列是一种特殊的队列，它的两端都可以进出元素，故而得名双端队列。
arraydeque是一种以数组方式实现的双端队列，它是非线程安全的。
继承体系
通过继承体系可以看，arraydeque实现了deque接口，deque接口继承自queue接口，它是对queue的一种增强。
我要评论
public interface deque<e> extends queue<e> {
// 添加元素到队列头
void addfirst(e e);
// 添加元素到队列尾
void addlast(e e);
// 添加元素到队列头
boolean offerfirst(e e);
// 添加元素到队列尾
boolean offerlast(e e);
// 从队列头移除元素
e removefirst();
// 从队列尾移除元素
e removelast();
// 从队列头移除元素
e pollfirst();
// 从队列尾移除元素
e polllast();
// 查看队列头元素
e getfirst();
// 查看队列尾元素
e getlast();
// 查看队列头元素
e peekfirst();
// 查看队列尾元素
e peeklast();
// 从队列头向后遍历移除指定元素
boolean removefirstoccurrence(object o);
// 从队列尾向前遍历移除指定元素
boolean removelastoccurrence(object o);
// *** 队列中的方法 ***
// 添加元素，等于addlast(e)
boolean add(e e);
// 添加元素，等于offerlast(e)
boolean offer(e e);
// 移除元素，等于removefirst()
e remove();
// 移除元素，等于pollfirst()
e poll();
// 查看元素，等于getfirst()
e element();
// 查看元素，等于peekfirst()
e peek();
// *** 栈方法 ***
// 入栈，等于addfirst(e)
void push(e e);
// 出栈，等于removefirst()
e pop();
// *** collection中的方法 ***
// 删除指定元素，等于removefirstoccurrence(o)
boolean remove(object o);
// 检查是否包含某个元素
boolean contains(object o);
// 元素个数
public int size();
// 迭代器
iterator<e> iterator();
// 反向迭代器
iterator<e> descendingiterator();
}
deque中新增了以下几类方法：
（1）*first，表示从队列头操作元素；
（2）*last，表示从队列尾操作元素；
（3）push(e)，pop()，以栈的方式操作元素的方法；
源码分析
主要属性
// 存储元素的数组 transient object[] elements; // non-private to simplify nested class access // 队列头位置 transient int head; // 队列尾位置 transient int tail; // 最小初始容量 private static final int min_initial_capacity = 8;
从属性我们可以看到，arraydeque使用数组存储元素，并使用头尾指针标识队列的头和尾，其最小容量是8。
主要构造方法
// 默认构造方法，初始容量为16
public arraydeque() {
elements = new object[16];
}
// 指定元素个数初始化
public arraydeque(int numelements) {
allocateelements(numelements);
}
// 将集合c中的元素初始化到数组中
public arraydeque(collection<? extends e> c) {
allocateelements(c.size());
addall(c);
}
// 初始化数组
private void allocateelements(int numelements) {
elements = new object[calculatesize(numelements)];
}
// 计算容量，这段代码的逻辑是算出大于numelements的最接近的2的n次方且不小于8
// 比如，3算出来是8，9算出来是16，33算出来是64
private static int calculatesize(int numelements) {
int initialcapacity = min_initial_capacity;
// find the best power of two to hold elements.
// tests "<=" because arrays aren't kept full.
if (numelements >= initialcapacity) {
initialcapacity = numelements;
initialcapacity |= (initialcapacity >>> 1);
initialcapacity |= (initialcapacity >>> 2);
initialcapacity |= (initialcapacity >>> 4);
initialcapacity |= (initialcapacity >>> 8);
initialcapacity |= (initialcapacity >>> 16);
initialcapacity++;
if (initialcapacity < 0) // too many elements, must back off
initialcapacity >>>= 1;// good luck allocating 2 ^ 30 elements
}
return initialcapacity;
}
通过构造方法，我们知道默认初始容量是16，最小容量是8。
入队
入队有很多方法，我们这里主要分析两个，addfirst(e)和addlast(e)。
// 从队列头入队
public void addfirst(e e) {
// 不允许null元素
if (e == null)
throw new nullpointerexception();
// 将head指针减1并与数组长度减1取模
// 这是为了防止数组到头了边界溢出
// 如果到头了就从尾再向前
// 相当于循环利用数组
elements[head = (head - 1) & (elements.length - 1)] = e;
// 如果头尾挨在一起了，就扩容
// 扩容规则也很简单，直接两倍
if (head == tail)
doublecapacity();
}
// 从队列尾入队
public void addlast(e e) {
// 不允许null元素
if (e == null)
throw new nullpointerexception();
// 在尾指针的位置放入元素
// 可以看到tail指针指向的是队列最后一个元素的下一个位置
elements[tail] = e;
// tail指针加1，如果到数组尾了就从头开始
if ( (tail = (tail + 1) & (elements.length - 1)) == head)
doublecapacity();
}
（1）入队有两种方式，从队列头或者从队列尾；
（2）如果容量不够了，直接扩大为两倍；
（3）通过取模的方式让头尾指针在数组范围内循环；
（4）x & (len - 1) = x % len，使用&的方式更快；
扩容
private void doublecapacity() {
assert head == tail;
// 头指针的位置
int p = head;
// 旧数组长度
int n = elements.length;
// 头指针离数组尾的距离
int r = n - p; // number of elements to the right of p
// 新长度为旧长度的两倍
int newcapacity = n << 1;
// 判断是否溢出
if (newcapacity < 0)
throw new illegalstateexception("sorry, deque too big");
// 新建新数组
object[] a = new object[newcapacity];
// 将旧数组head之后的元素拷贝到新数组中
system.arraycopy(elements, p, a, 0, r);
// 将旧数组下标0到head之间的元素拷贝到新数组中
system.arraycopy(elements, 0, a, r, p);
// 赋值为新数组
elements = a;
// head指向0，tail指向旧数组长度表示的位置
head = 0;
tail = n;
}
扩容这里迁移元素可能有点绕，请看下面这张图来理解。
出队
出队同样有很多方法，我们主要看两个，pollfirst()和polllast()。
// 从队列头出队
public e pollfirst() {
int h = head;
@suppresswarnings("unchecked")
// 取队列头元素
e result = (e) elements[h];
// 如果队列为空，就返回null
if (result == null)
return null;
// 将队列头置为空
elements[h] = null; // must null out slot
// 队列头指针右移一位
head = (h + 1) & (elements.length - 1);
// 返回取得的元素
return result;
}
// 从队列尾出队
public e polllast() {
// 尾指针左移一位
int t = (tail - 1) & (elements.length - 1);
@suppresswarnings("unchecked")
// 取当前尾指针处元素
e result = (e) elements[t];
// 如果队列为空返回null
if (result == null)
return null;
// 将当前尾指针处置为空
elements[t] = null;
// tail指向新的尾指针处
tail = t;
// 返回取得的元素
return result;
}
（1）出队有两种方式，从队列头或者从队列尾；
（2）通过取模的方式让头尾指针在数组范围内循环；
（3）出队之后没有缩容哈哈^^
栈
前面我们介绍deque的时候说过，deque可以直接作为栈来使用，那么arraydeque是怎么实现的呢？
public void push(e e) {
addfirst(e);
}
public e pop() {
return removefirst();
}
是不是很简单，入栈出栈只要都操作队列头就可以了。
总结
（1）arraydeque是采用数组方式实现的双端队列；
（2）arraydeque的出队入队是通过头尾指针循环利用数组实现的；
（3）arraydeque容量不足时是会扩容的，每次扩容容量增加一倍；
（4）arraydeque可以直接作为栈使用；
彩蛋
双端队列与双重队列？
双端队列（deque）是指队列的两端都可以进出元素的队列，里面存储的是实实在在的元素。
双重队列（dual queue）是指一种队列有两种用途，里面的节点分为数据节点和非数据节点，它是linkedtransferqueue使用的数据结构。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持移动技术网。
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