实现 ArrayDeque API 的 Java 程序

介绍

ArrayDeque 是 Java 集合框架中的一个双端队列实现。它可以用作栈和队列，因为它允许从两端添加和删除元素，而不需要移动其他元素。

在本文中，我们将介绍如何实现 ArrayDeque API 的 Java 程序。

实现步骤

1. 创建一个用于存储元素的数组，以及其他必要的属性，如 front 和 rear 索引和 size。
2. 实现 addFirst() 和 addLast() 方法，用于在队列的前面和后面添加元素。
3. 实现 removeFirst() 和 removeLast() 方法，用于从队列的前面和后面删除元素。
4. 实现 getFirst() 和 getLast() 方法，用于获取队列的第一个和最后一个元素。
5. 实现 isEmpty() 方法，用于检查队列是否为空。
6. 实现 clear() 方法，用于清空队列。
7. 可以考虑实现 resize() 或者扩容机制。

代码实现

接下来的代码实现展示了如何实现 ArrayDeque API 的 Java 程序。

public class ArrayDeque<T> {
    private Object[] elements;
    private int front;
    private int rear;
    private int size;
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public ArrayDeque() {
        elements = new Object[DEFAULT_CAPACITY];
        front = rear = -1;
        size = 0;
    }

    public void addFirst(T value) {
        if (isFull()) {
            resize();
        }
        if (front == -1) {
            front = rear = 0;
        } else if (front == 0) {
            front = elements.length - 1;
        } else {
            front--;
        }
        elements[front] = value;
        size++;
    }

    public void addLast(T value) {
        if (isFull()) {
            resize();
        }
        if (rear == -1) {
            front = rear = 0;
        } else if (rear == elements.length - 1) {
            rear = 0;
        } else {
            rear++;
        }
        elements[rear] = value;
        size++;
    }

    public T removeFirst() {
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException("Deque is empty");
        }
        T element = (T) elements[front];
        if (front == rear) {
            front = rear = -1;
        } else {
            if (front == elements.length - 1) {
                front = 0;
            } else {
                front++;
            }
        }
        size--;
        return element;
    }

    public T removeLast() {
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException("Deque is empty");
        }
        T element = (T) elements[rear];
        if (front == rear) {
            front = rear = -1;
        } else if (rear == 0) {
            rear = elements.length - 1;
        } else {
            rear--;
        }
        size--;
        return element;
    }

    public T getFirst() {
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException("Deque is empty");
        }
        return (T) elements[front];
    }

    public T getLast() {
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException("Deque is empty");
        }
        return (T) elements[rear];
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    private boolean isFull() {
        return size == elements.length;
    }

    public void clear() {
        elements = new Object[DEFAULT_CAPACITY];
        front = rear = -1;
        size = 0;
    }

    private void resize() {
        int length = elements.length;
        Object[] newElements = new Object[length * 2];
        int tmpFront = front, i = 0;
        do {
            newElements[i++] = elements[tmpFront];
            if (tmpFront == length - 1) {
                tmpFront = 0;
            } else {
                tmpFront++;
            }
        } while (tmpFront != rear + 1);
        elements = newElements;
        front = 0;
        rear = length - 1;
    }
}

总结

在本文中，我们介绍了如何实现 ArrayDeque API 的 Java 程序。我们实现了 addFirst()、addLast()、removeFirst()、removeLast()、getFirst()、getLast()、isEmpty() 和 clear() 方法，并展示了代码实现。

实现 ArrayDeque API 可能更复杂，因为还有许多其他功能要实现（如迭代器支持），但是本文讨论的主要点应该可以让你开始进行构建。