Java中的queue和deque對比詳解

隊列(queue)簡述

隊列(queue)是一種經常使用的數據結構，能夠將隊列看作是一種特殊的線性表，該結構遵循的先進先出原則。Java中，LinkedList實現了Queue接口,由於LinkedList進行插入、刪除操做效率較高。

在處理元素前用於保存元素的 collection。除了基本的 Collection 操做外，隊列還提供其餘的插入、提取和檢查操做。每一個方法都存在兩種形式：一種拋出異常（操做失敗時），另外一種返回一個特殊值（null 或 false，具體取決於操做）。插入操做的後一種形式是用於專門爲有容量限制的 Queue 實現設計的；在大多數實現中，插入操做不會失敗。

 

	拋出異常	返回特殊值
插入	add(e)	offer(e)
移除	remove()	poll()
檢查	element()	peek()

隊列一般（但並不是必定）以 FIFO（先進先出）的方式排序各個元素。不過優先級隊列和 LIFO 隊列（或堆棧）例外，前者根據提供的比較器或元素的天然順序對元素進行排序，後者按 LIFO（後進先出）的方式對元素進行排序。不管使用哪一種排序方式，隊列的頭 都是調用 remove() 或 poll() 所移除的元素。在 FIFO 隊列中，全部的新元素都插入隊列的末尾。其餘種類的隊列可能使用不一樣的元素放置規則。每一個 Queue 實現必須指定其順序屬性。

Queue 接口並未定義阻塞隊列的方法，而這在併發編程中是很常見的。BlockingQueue 接口定義了那些等待元素出現或等待隊列中有可用空間的方法，這些方法擴展了此接口。

Queue 實現一般不容許插入 null 元素，儘管某些實現（如 LinkedList）並不由止插入 null。即便在容許 null 的實現中，也不該該將 null 插入到 Queue 中，由於 null 也用做 poll 方法的一個特殊返回值，代表隊列不包含元素。

Queue 實現一般未定義 equals 和 hashCode 方法的基於元素的版本，而是從 Object 類繼承了基於身份的版本，由於對於具備相同元素但有不一樣排序屬性的隊列而言，基於元素的相等性並不是老是定義良好的。

 

Queue經常使用方法：

1. boolean add(E e);將指定的元素插入此隊列（若是當即可行且不會違反容量限制），在成功時返回 true，若是當前沒有可用的空間，則拋出 IllegalStateException。
2. boolean offer(E e);將指定的元素插入此隊列（若是當即可行且不會違反容量限制），當使用有容量限制的隊列時，此方法一般要優於 add(E)，後者可能沒法插入元素，而只是拋出一個異常。
3. E remove();獲取並移除此隊列的頭。
4. E poll();獲取並移除此隊列的頭，若是此隊列爲空，則返回 null。
5. E element();獲取，可是不移除此隊列的頭。
6. E peek();獲取但不移除此隊列的頭；若是此隊列爲空，則返回 null。

雙端隊列（Deque）簡述

雙向隊列(Deque),是Queue的一個子接口，雙向隊列是指該隊列兩端的元素既能入隊(offer)也能出隊(poll),若是將Deque限制爲只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。

一個線性 collection，支持在兩端插入和移除元素。名稱 deque 是「double ended queue（雙端隊列）」的縮寫，一般讀爲「deck」。大多數 Deque 實現對於它們可以包含的元素數沒有固定限制，但此接口既支持有容量限制的雙端隊列，也支持沒有固定大小限制的雙端隊列。

此接口定義在雙端隊列兩端訪問元素的方法。提供插入、移除和檢查元素的方法。每種方法都存在兩種形式：一種形式在操做失敗時拋出異常，另外一種形式返回一個特殊值（null 或 false，具體取決於操做）。插入操做的後一種形式是專爲使用有容量限制的 Deque 實現設計的；在大多數實現中，插入操做不能失敗。

下表總結了上述 12 種方法：

 

	第一個元素（頭部）		最後一個元素（尾部）
	拋出異常	特殊值	拋出異常	特殊值
插入	addFirst(e)	offerFirst(e)	addLast(e)	offerLast(e)
移除	removeFirst()	pollFirst()	removeLast()	pollLast()
檢查	getFirst()	peekFirst()	getLast()	peekLast()

此接口擴展了 Queue 接口。在將雙端隊列用做隊列時，將獲得 FIFO（先進先出）行爲。將元素添加到雙端隊列的末尾，從雙端隊列的開頭移除元素。從 Queue 接口繼承的方法徹底等效於 Deque 方法，以下表所示：

此接口擴展了 Queue 接口。在將雙端隊列用做隊列時，將獲得 FIFO（先進先出）行爲。將元素添加到雙端隊列的末尾，從雙端隊列的開頭移除元素。從 Queue 接口繼承的方法徹底等效於 Deque 方法，以下表所示：

 

Queue 方法	等效 Deque 方法
add(e)	addLast(e)
offer(e)	offerLast(e)
remove()	removeFirst()
poll()	pollFirst()
element()	getFirst()
peek()	peekFirst()

雙端隊列也可用做 LIFO（後進先出）堆棧。應優先使用此接口而不是遺留 Stack 類。在將雙端隊列用做堆棧時，元素被推入雙端隊列的開頭並從雙端隊列開頭彈出。堆棧方法徹底等效於 Deque 方法，以下表所示：

 

堆棧方法	等效 Deque 方法
push(e)	addFirst(e)
pop()	removeFirst()
peek()	peekFirst()

注意，在將雙端隊列用做隊列或堆棧時，peek 方法一樣正常工做；不管哪一種狀況下，都從雙端隊列的開頭抽取元素。

此接口提供了兩種移除內部元素的方法：removeFirstOccurrence 和 removeLastOccurrence。

與 List 接口不一樣，此接口不支持經過索引訪問元素。

雖然 Deque 實現沒有嚴格要求禁止插入 null 元素，但建議最好這樣作。建議任何事實上容許 null 元素的 Deque 實現用戶最好不 要利用插入 null 的功能。這是由於各類方法會將 null 用做特殊的返回值來指示雙端隊列爲空。

Deque 實現一般不定義基於元素的 equals 和 hashCode 方法，而是從 Object 類繼承基於身份的 equals 和 hashCode 方法。

從如下版本開始：

1.6

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方法摘要
boolean	add(E e)            將指定元素插入此雙端隊列所表示的隊列（換句話說，此雙端隊列的尾部），若是能夠直接這樣作而不違反容量限制的話；若是成功，則返回 true，若是當前沒有可用空間，則拋出 IllegalStateException。
void	addFirst(E e)            將指定元素插入此雙端隊列的開頭（若是能夠直接這樣作而不違反容量限制）。
void	addLast(E e)            將指定元素插入此雙端隊列的末尾（若是能夠直接這樣作而不違反容量限制）。
boolean	contains(Object o)            若是此雙端隊列包含指定元素，則返回 true。
Iterator<E>	descendingIterator()            返回以逆向順序在此雙端隊列的元素上進行迭代的迭代器。
E	element()            獲取，但不移除此雙端隊列所表示的隊列的頭部（換句話說，此雙端隊列的第一個元素）。
E	getFirst()            獲取，但不移除此雙端隊列的第一個元素。
E	getLast()            獲取，但不移除此雙端隊列的最後一個元素。
Iterator<E>	iterator()            返回以恰當順序在此雙端隊列的元素上進行迭代的迭代器。
boolean	offer(E e)            將指定元素插入此雙端隊列所表示的隊列（換句話說，此雙端隊列的尾部），若是能夠直接這樣作而不違反容量限制的話；若是成功，則返回 true，若是當前沒有可用的空間，則返回 false。
boolean	offerFirst(E e)            在不違反容量限制的狀況下，將指定的元素插入此雙端隊列的開頭。
boolean	offerLast(E e)            在不違反容量限制的狀況下，將指定的元素插入此雙端隊列的末尾。
E	peek()            獲取，但不移除此雙端隊列所表示的隊列的頭部（換句話說，此雙端隊列的第一個元素）；若是此雙端隊列爲空，則返回 null。
E	peekFirst()            獲取，但不移除此雙端隊列的第一個元素；若是此雙端隊列爲空，則返回 null。
E	peekLast()            獲取，但不移除此雙端隊列的最後一個元素；若是此雙端隊列爲空，則返回 null。
E	poll()            獲取並移除此雙端隊列所表示的隊列的頭部（換句話說，此雙端隊列的第一個元素）；若是此雙端隊列爲空，則返回 null。
E	pollFirst()            獲取並移除此雙端隊列的第一個元素；若是此雙端隊列爲空，則返回 null。
E	pollLast()            獲取並移除此雙端隊列的最後一個元素；若是此雙端隊列爲空，則返回 null。
E	pop()            今後雙端隊列所表示的堆棧中彈出一個元素。
void	push(E e)            將一個元素推入此雙端隊列所表示的堆棧（換句話說，此雙端隊列的頭部），若是能夠直接這樣作而不違反容量限制的話；若是成功，則返回 true，若是當前沒有可用空間，則拋出 IllegalStateException。
E	remove()            獲取並移除此雙端隊列所表示的隊列的頭部（換句話說，此雙端隊列的第一個元素）。
boolean	remove(Object o)            今後雙端隊列中移除第一次出現的指定元素。
E	removeFirst()            獲取並移除此雙端隊列第一個元素。
boolean	removeFirstOccurrence(Object o)            今後雙端隊列移除第一次出現的指定元素。
E	removeLast()            獲取並移除此雙端隊列的最後一個元素。
boolean	removeLastOccurrence(Object o)            今後雙端隊列移除最後一次出現的指定元素。
int	size()           返回此雙端隊列的元素數。