问题
（1）什么是双端队列？
（2）ArrayDeque是怎么实现双端队列的？
（3）ArrayDeque是线程安全的吗？
（4）ArrayDeque是有界的吗？
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简介
双端队列是一种特殊的队列，它的两端都可以进出元素，故而得名双端队列。
ArrayDeque是一种以数组方式实现的双端队列，它是非线程安全的。
继承体系
通过继承体系可以看，ArrayDeque实现了Deque接口，Deque接口继承自Queue接口，它是对Queue的一种增强。
publicinterfaceDequeextendsQueue{// 添加元素到队列头voidaddFirst(E e);// 添加元素到队列尾voidaddLast(E e);// 添加元素到队列头booleanofferFirst(E e);// 添加元素到队列尾booleanofferLast(E e);// 从队列头移除元素EremoveFirst();// 从队列尾移除元素EremoveLast();// 从队列头移除元素EpollFirst();// 从队列尾移除元素EpollLast();// 查看队列头元素EgetFirst();// 查看队列尾元素EgetLast();// 查看队列头元素EpeekFirst();// 查看队列尾元素EpeekLast();// 从队列头向后遍历移除指定元素booleanremoveFirstOccurrence(Object o);// 从队列尾向前遍历移除指定元素booleanremoveLastOccurrence(Object o);// *** 队列中的方法 ***// 添加元素，等于addLast(e)booleanadd(E e);// 添加元素，等于offerLast(e)booleanoffer(E e);// 移除元素，等于removeFirst()Eremove();// 移除元素，等于pollFirst()Epoll();// 查看元素，等于getFirst()Eelement();// 查看元素，等于peekFirst()Epeek();// *** 栈方法 ***// 入栈，等于addFirst(e)voidpush(E e);// 出栈，等于removeFirst()Epop();// *** Collection中的方法 ***// 删除指定元素，等于removeFirstOccurrence(o)booleanremove(Object o);// 检查是否包含某个元素booleancontains(Object o);// 元素个数publicintsize();// 迭代器Iteratoriterator();// 反向迭代器IteratordescendingIterator();}
Deque中新增了以下几类方法：
（1）*First，表示从队列头操作元素；
（2）*Last，表示从队列尾操作元素；
（3）push(e)，pop()，以栈的方式操作元素的方法；
源码分析
主要属性
// 存储元素的数组transientObject[] elements;// non-private to simplify nested class access// 队列头位置transientinthead;// 队列尾位置transientinttail;// 最小初始容量privatestaticfinalintMIN_INITIAL_CAPACITY =8;
从属性我们可以看到，ArrayDeque使用数组存储元素，并使用头尾指针标识队列的头和尾，其最小容量是8。
主要构造方法
// 默认构造方法，初始容量为16publicArrayDeque(){ elements =newObject[16];}// 指定元素个数初始化publicArrayDeque(intnumElements){ allocateElements(numElements);}// 将集合c中的元素初始化到数组中publicArrayDeque(Collection c){ allocateElements(c.size()); addAll(c);}// 初始化数组privatevoidallocateElements(intnumElements){ elements =newObject[calculateSize(numElements)];}// 计算容量，这段代码的逻辑是算出大于numElements的最接近的2的n次方且不小于8// 比如，3算出来是8，9算出来是16，33算出来是64privatestaticintcalculateSize(intnumElements){intinitialCapacity = MIN_INITIAL_CAPACITY;// Find the best power of two to hold elements.// Tests "<=" because arrays aren't kept full.if(numElements >= initialCapacity) { initialCapacity = numElements; initialCapacity |= (initialCapacity >>>1); initialCapacity |= (initialCapacity >>>2); initialCapacity |= (initialCapacity >>>4); initialCapacity |= (initialCapacity >>>8); initialCapacity |= (initialCapacity >>>16); initialCapacity++;if(initialCapacity <0)// Too many elements, must back offinitialCapacity >>>=1;// Good luck allocating 2 ^ 30 elements}returninitialCapacity;}
通过构造方法，我们知道默认初始容量是16，最小容量是8。
入队
入队有很多方法，我们这里主要分析两个，addFirst(e)和addLast(e)。
// 从队列头入队publicvoidaddFirst(E e){// 不允许null元素if(e ==null)thrownewNullPointerException();// 将head指针减1并与数组长度减1取模// 这是为了防止数组到头了边界溢出// 如果到头了就从尾再向前// 相当于循环利用数组elements[head = (head -1) & (elements.length -1)] = e;// 如果头尾挨在一起了，就扩容// 扩容规则也很简单，直接两倍if(head == tail) doubleCapacity();}// 从队列尾入队publicvoidaddLast(E e){// 不允许null元素if(e ==null)thrownewNullPointerException();// 在尾指针的位置放入元素// 可以看到tail指针指向的是队列最后一个元素的下一个位置elements[tail] = e;// tail指针加1，如果到数组尾了就从头开始if( (tail = (tail +1) & (elements.length -1)) == head) doubleCapacity();}
（1）入队有两种方式，从队列头或者从队列尾；
（2）如果容量不够了，直接扩大为两倍；
（3）通过取模的方式让头尾指针在数组范围内循环；
（4）x & (len - 1) = x % len，使用&的方式更快；
扩容
privatevoiddoubleCapacity() {asserthead == tail;// 头指针的位置intp = head;// 旧数组长度intn = elements.length;// 头指针离数组尾的距离intr = n - p;// number of elements to the right of p// 新长度为旧长度的两倍intnewCapacity = n <<1;// 判断是否溢出if(newCapacity <0)thrownewIllegalStateException("Sorry, deque too big");// 新建新数组Object[] a =newObject[newCapacity];// 将旧数组head之后的元素拷贝到新数组中System.arraycopy(elements, p, a,0, r);// 将旧数组下标0到head之间的元素拷贝到新数组中System.arraycopy(elements,0, a, r, p);// 赋值为新数组elements = a;// head指向0，tail指向旧数组长度表示的位置head =0; tail = n;}
扩容这里迁移元素可能有点绕，请看下面这张图来理解。
出队
出队同样有很多方法，我们主要看两个，pollFirst()和pollLast()。
// 从队列头出队publicE pollFirst() { int h = head;@SuppressWarnings("unchecked")// 取队列头元素E result = (E) elements[h];// 如果队列为空，就返回nullif(result ==null)returnnull;// 将队列头置为空elements[h] =null;// Must null out slot// 队列头指针右移一位head = (h +1) & (elements.length -1);// 返回取得的元素returnresult;}// 从队列尾出队publicE pollLast() {// 尾指针左移一位int t = (tail -1) & (elements.length -1);@SuppressWarnings("unchecked")// 取当前尾指针处元素E result = (E) elements[t];// 如果队列为空返回nullif(result ==null)returnnull;// 将当前尾指针处置为空elements[t] =null;// tail指向新的尾指针处tail = t;// 返回取得的元素returnresult;}
（1）出队有两种方式，从队列头或者从队列尾；
（2）通过取模的方式让头尾指针在数组范围内循环；
（3）出队之后没有缩容哈哈^^
栈
前面我们介绍Deque的时候说过，Deque可以直接作为栈来使用，那么ArrayDeque是怎么实现的呢？
publicvoidpush(E e){ addFirst(e);}publicEpop(){returnremoveFirst();}
是不是很简单，入栈出栈只要都操作队列头就可以了。
总结
（1）ArrayDeque是采用数组方式实现的双端队列；
（2）ArrayDeque的出队入队是通过头尾指针循环利用数组实现的；
（3）ArrayDeque容量不足时是会扩容的，每次扩容容量增加一倍；
（4）ArrayDeque可以直接作为栈使用；
彩蛋
双端队列与双重队列？
双端队列（Deque）是指队列的两端都可以进出元素的队列，里面存储的是实实在在的元素。
双重队列（Dual Queue）是指一种队列有两种用途，里面的节点分为数据节点和非数据节点，它是LinkedTransferQueue使用的数据结构。
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