Java容器 - 双端循环队列ArrayDeque解析

ArrayDeque

循环双端队列,底层基于数组实现。继承于AbstractCollection抽象类,并实现了Deque接口。


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思路

引入两个游标,head 和 tail,如果向队列里,插入一个元素,就把tail向后移动。如果从队列中删除一个元素,就把head向后移动。


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源码

isEmpty()

head 与 tail指向同一个元素,表示队列空


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size()

获取队列元素个数。使用位与操作替代求余%操作,效率更高,要注意的是只有长度为2的幂次方情况下才可以使用位与操作替代求余,后面可以看到初始化队列长度时总是使用2的幂次方作为队列长度。


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构造方法

提供了3个构造方法,无参构造方法设置初始化长度为16(2的幂次方),其他的构造方法调用allocateElements()方法初始化


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allocateElements()

allocateElements() 负责初始化底层数组。源码中对initialCapacity不断的按位右移并位与操作,目的是为了获得一个大于等于numElements的且二进制位全是1的数字, initialCapacity++将数值+1得到一个2的幂次方的值。所以不管传入的初始化容量是多少,队列的初始化长度将是大于等于传入数值的最小的2的幂次方的值。(2的幂次方值在求余操作中可用位&替代,效率更高)
>>> 表示无符号右移(逻辑右移),int在java中表示4个字节,32位,其中最高位表示符号,其余31位表示数值,可以看到代码中右移次数加起来正好是31位。几次右移后,可以将initialCapacity的最高位为1的位置以及其右侧地位全置成1.


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clear()

清空队列。若队列不空,将head和tail都指向第一个元素位置。并遍历从head到tail之间的元素,将这些元素置空(以在下次gc时回收)。


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doubleCapacity()

扩容位原来的2倍,并将元素复制到新数组中。n << 1 通过移位实现扩大1倍,移动后可能最高位符号位会被置成1,这时newCapacity就是负数(超出Integer的最大值)。


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