Java中使用双端队列模拟栈和队列操作

在 Java 中，Deque（双端队列）是一个非常灵活的数据结构，可以用来模拟栈（Stack）和队列（Queue）的操作。本文将介绍如何使用 Deque 统一实现栈和队列的常用操作。

作为栈使用

当 Deque 作为栈使用时，我们主要在头部进行操作。以下是常用的栈操作：

Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();

// 入栈 - 使用头部插入
stack.addFirst(element);    // 替代 push()

// 出栈 - 从头部移除
stack.removeFirst();        // 替代 pop()

// 查看栈顶 - 查看头部
stack.peekFirst();         // 替代 peek()

说明

• addFirst(element)：在头部插入元素，相当于栈的入栈操作。
• removeFirst()：从头部移除元素，相当于栈的出栈操作。
• peekFirst()：查看头部元素，相当于查看栈顶元素。

作为队列使用

当 Deque 作为队列使用时，我们通常在尾部插入元素，在头部移除元素。以下是常用的队列操作：

Deque<Integer> queue = new ArrayDeque<>();

// 入队 - 使用尾部插入
queue.addLast(element);     // 替代 offer()

// 出队 - 从头部移除
queue.removeFirst();        // 替代 poll()

// 查看队首 - 查看头部
queue.peekFirst();         // 替代 peek()

说明

• addLast(element)：在尾部插入元素，相当于队列的入队操作。
• removeFirst()：从头部移除元素，相当于队列的出队操作。
• peekFirst()：查看头部元素，相当于查看队首元素。

统一操作的好处

1. 直观性：操作方法清晰地表明了操作发生的位置（First/Last）。
2. 一致性：保持了代码风格的一致性，避免了不同方法名（push/pop/offer/poll）的混淆。
3. 易理解：更容易理解数据结构的实际操作过程。

使用建议

• 如果希望在操作失败时得到 null 而不是异常，可以使用：
  • offerFirst()/offerLast() 替代 addFirst()/addLast()
  • pollFirst()/pollLast() 替代 removeFirst()/removeLast()