Java中的Queue与Deque

Queue接口的实现类

Queue接口作为队列数据结构，java在实现的时候，直接定义了Deque接口（双端队列）来继承Queue接口，并且只实现Deque接口。这样java中的双端队列就囊括了队列、双端队列、堆栈（Deque接口又定义了Stack的操作方法）这3种角色的功能。

所以我们在使用的时候直接使用的是Deque接口的实现类，当然Deque接口继承自Queue接口。

Deque接口的实现类

我们记住，Deque接口所能代表的数据结构：队列，双端队列，堆栈。

ArrayDeque

1.内部使用transient Object[] elements数组来实现。拥有head/tail这2个头尾指针。最小初始化容量8。它还是一个循环队列。

2.在扩容/初始化的时候，数组的内部大小一定是2个幂次方，也就是说大小只可能是：8、16、32、64这样的倍增。

3.它作为堆栈、队列、双端队列的操作和LinkedList的操作是一致的，只是内部的实现不同。当然，它们也有区别。

ArrayDeque实现了双端队列，内部使用循环数组实现，这决定了它有如下特点：

• 在两端添加、删除元素的效率很高，动态扩展需要的内存分配以及数组拷贝开销可以被平摊，具体来说，添加N个元素的效率为O(N)。
• 根据元素内容查找和删除的效率比较低，为O(N)。
• 与ArrayList和LinkedList不同，没有索引位置的概念，不能根据索引位置进行操作（无法随机访问，这也符合队列的性质）。

4.操作示例，要记住，Deque具有3种数据结构的特性，不同的数据结构应该使用不同的语义化方法！

LinkedList

LinkedList中在“List有序集合”这一篇文章中讲过了，从队列和双端队列的角度来看，LinkedList和ArrayDeque的方法声明都是一致的。只不过LinkedList较之于ArrayDeque多实现了List接口，还具有有序集合List的特性。

ArrayDeque和LinkedList的比较

ArrayDeque和LinkedList都实现了Deque接口，应该用哪一个呢？如果只需要Deque接口，从两端进行操作，一般而言，ArrayDeque效率更高一些，应该被优先使用。不过，如果同时需要根据索引位置进行操作，或者经常需要在中间进行插入和删除，则应该选LinkedList（注意，这里使用的是List特性，而不是Deque特性了）。

---

PriorityQueue

有一个直接实现了Queue接口的类，但是它并不是真正意义上的队列，而是一个优先队列！

PriorityQueue保存元素的顺序并不是按照加入的顺序，而是根据元素的大小（实现Comparable接口或提供Comparator类）来决定元素在Queue队列中的顺序。默认情况如果我们存入String对象，则是按降序排列。

可以看到，优先队列的默认大小为11，内部使用Object[]数组来实现队列结构。

对于扩容操作，可以看到。如果当前容量小于64，则容量增加2；如果当前容量大于等于64，则变为原来的1.5倍。

讲讲Queue/Deque对应的并发类

1. PriorityQueue优先队列没有对应的并发类。但是Queue接口有对应的并发实现类：java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue类。
2. Deque接口有对应的并发实现类：java.util.concurrent.ConcurrentLinkedDeque类。

---

Collection集合下的Queue/Deque

从类图来看，实现了Queue接口的类就是PriorityQueue，但要注意它是优先队列！实现了Deque接口的类有ArrayDeque和LinkedList，2者的内部实现不同，一个是数组，另一个是链表。