Java双端队列详解（从零开始掌握Deque数据结构）

什么是双端队列？

双端队列（Deque）是一种线性数据结构，支持在前端（头部）和后端（尾部）同时进行元素的插入和删除。这意味着你可以像使用栈一样（LIFO：后进先出），也可以像使用普通队列一样（FIFO：先进先出）。

在Java中，java.util.Deque 是一个接口，常见的实现类包括 ArrayDeque 和 LinkedList。其中，ArrayDeque 性能更优，是大多数场景下的首选。

为什么使用Java双端队列？

• 支持两端操作，灵活性高
• 可以替代Stack类（官方已不推荐使用Stack）
• 性能优于Vector和Stack
• 适用于滑动窗口、回文检测等算法问题

Java双端队列基本操作

Deque接口提供了两套方法：一套在操作失败时抛出异常，另一套返回特殊值（如null或false）。以下是常用方法：

Java双端队列代码示例

下面是一个完整的Java双端队列使用示例，展示了如何创建、添加、删除和遍历Deque：

import java.util.ArrayDeque;import java.util.Deque;public class DequeExample {    public static void main(String[] args) {        // 创建一个ArrayDeque实例        Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();        // 在尾部添加元素        deque.offerLast("Apple");        deque.offerLast("Banana");        // 在头部添加元素        deque.offerFirst("Orange");        System.out.println("当前双端队列: " + deque);        // 输出: [Orange, Apple, Banana]        // 从头部移除并获取元素        String first = deque.pollFirst();        System.out.println("移除头部元素: " + first);        // 从尾部移除并获取元素        String last = deque.pollLast();        System.out.println("移除尾部元素: " + last);        System.out.println("剩余元素: " + deque);        // 输出: [Apple]        // 使用双端队列作为栈（LIFO）        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();        stack.push(1);        stack.push(2);        System.out.println("栈顶元素: " + stack.peek()); // 输出: 2        System.out.println("弹出栈顶: " + stack.pop()); // 输出: 2    }}

常见应用场景

Java双端队列在实际开发中有许多用途：

• 浏览器历史记录：前进/后退功能可用Deque实现
• 任务调度：高优先级任务可插入队列头部
• 滑动窗口最大值：算法题中常用Deque维护窗口内最大值
• 回文字符串判断：从两端同时比较字符

小贴士与注意事项

• 优先使用 ArrayDeque 而不是 LinkedList，除非你需要频繁在中间插入/删除
• Deque 不允许插入 null 元素（会抛出 NullPointerException）
• 线程不安全！多线程环境下需使用 Collections.synchronizedDeque() 包装
• 作为栈使用时，推荐用 push() / pop() / peek() 方法

总结

通过本教程，你已经掌握了Java双端队列（Deque）的基本概念、常用方法、代码实现以及典型应用场景。无论你是准备面试，还是在开发中需要高效的数据结构，Deque都是一个值得掌握的强大工具。希望这篇Deque教程能帮助你在Java数据结构的学习道路上更进一步！

记住：实践是最好的老师。尝试自己编写一些使用双端队列的小程序，加深理解吧！