245. Java 集合 - 使用 Deque 同时建模 LIFO 栈 和 FIFO 队列

245. Java 集合 - 使用 Deque 同时建模 LIFO 栈 和 FIFO 队列

在 Java SE 6 中，Deque 接口（Double Ended Queue，双端队列）被引入，作为 Queue 接口的扩展。 Deque 不仅保留了 Queue 的方法，还增加了一套更清晰、更有方向感的命名规则，并且支持双端操作，使得 Deque 既可以充当栈（LIFO）也可以充当队列（FIFO）。

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📋 Deque 中 FIFO 相关的方法一览（队列行为）

操作	方法	队列已满或为空时的行为
插入元素（尾部）	addLast(element)	如果队列已满，抛出 IllegalStateException
插入元素（尾部）	offerLast(element)	如果队列已满，返回 false
移除元素（头部）	removeFirst()	如果队列为空，抛出 NoSuchElementException
移除元素（头部）	pollFirst()	如果队列为空，返回 null
查看元素（头部）	getFirst()	如果队列为空，抛出 NoSuchElementException
查看元素（头部）	peekFirst()	如果队列为空，返回 null

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🔥 注意事项

• Deque 的 peek 操作用的是 getFirst() / getLast()，而在 Queue 中是 element()。
• Deque 额外定义了栈操作的方法，比如：
  • push(element)：将元素压入到队列的头部（= addFirst）
  • pop()：弹出并返回头部元素（= removeFirst）
  • poll()：弹出尾部元素（= removeLast）
  • peek()：查看尾部元素（= peekLast）

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🛠️ 示例演示：Deque 作为栈（LIFO）

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class DequeAsStackExample {
    public static void main(String[] args) {
        Deque<String> stack = new ArrayDeque<>();

        // 压入元素
        stack.push("A");
        stack.push("B");
        stack.push("C");

        System.out.println("Stack: " + stack); // [C, B, A]

        // 查看栈顶元素
        System.out.println("Peek: " + stack.peek()); // C

        // 弹出元素
        System.out.println("Pop: " + stack.pop()); // C
        System.out.println("Stack after pop: " + stack); // [B, A]
    }
}

输出结果：

mathematica复制编辑Stack: [C, B, A]
Peek: C
Pop: C
Stack after pop: [B, A]

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🛠️ 示例演示：Deque 作为队列（FIFO）

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class DequeAsQueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        Deque<String> queue = new ArrayDeque<>();

        // 入队列
        queue.offerLast("A");
        queue.offerLast("B");
        queue.offerLast("C");

        System.out.println("Queue: " + queue); // [A, B, C]

        // 查看队头元素
        System.out.println("Peek First: " + queue.peekFirst()); // A

        // 出队列
        System.out.println("Poll First: " + queue.pollFirst()); // A
        System.out.println("Queue after poll: " + queue); // [B, C]
    }
}

输出结果：

Queue: [A, B, C]
Peek First: A
Poll First: A
Queue after poll: [B, C]

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🎯 小结

使用方式	方法关键词	说明
栈（LIFO）	push / pop / peekFirst	先进后出
队列（FIFO）	offerLast / pollFirst / peekFirst	先进先出

• Deque 超灵活！
  • 头插头取 👉 栈模式（LIFO）
  • 尾插头取 👉 队列模式（FIFO）
• 安全优先：使用 offerFirst() / offerLast()，pollFirst() / pollLast()，peekFirst() / peekLast()，避免抛异常！

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🧐 互动问题

问题： 如果用 ArrayDeque 作为栈，调用 pop() 时队列为空，会发生什么？

答案： 会抛出 NoSuchElementException！