Java ArrayDeque meistern: Umfassender Leitfaden & Stack-Implementierung

Java ArrayDeque

Dieser Leitfaden erklärt die ArrayDeque-Klasse, ihre Methoden und praktische Beispiele – einschließlich der Nutzung als Stack.

In Java implementiert ArrayDeque Queue- und Deque-Datenstrukturen, die von einem größenveränderbaren Array unterstützt werden.

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Von ArrayDeque implementierte Interfaces

Die ArrayDeque-Klasse implementiert folgende Interfaces:

• Java Queue Interface
• Java Deque Interface

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ArrayDeque erstellen

Zuerst das Paket importieren:

import java.util.ArrayDeque;

Typisierten Deque instanziieren:

ArrayDeque<Type> deque = new ArrayDeque<>();

Beispiele:

// String-Deque ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); // Integer-Deque ArrayDeque<Integer> ages = new ArrayDeque<>();

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Wichtige ArrayDeque-Methoden

Elemente einfügen

1. Mit add(), addFirst(), addLast()

• add(E e) – fügt e am Ende an.
• addFirst(E e) – fügt e am Anfang ein.
• addLast(E e) – entspricht add().

Hinweis: Falls Deque voll, werfen diese Methoden IllegalStateException.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.addFirst("Cat"); animals.addLast("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals);

Ausgabe

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

2. Mit offer(), offerFirst(), offerLast()

• offer(E e) – fügt e am Ende an, gibt true bei Erfolg zurück.
• offerFirst(E e) – fügt e am Anfang ein.
• offerLast(E e) – gleich offer().

Hinweis: Diese Methoden geben false zurück, falls Deque voll.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.offer("Dog"); animals.offerFirst("Cat"); animals.offerLast("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals);

Ausgabe

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

Auf Elemente zugreifen

1. getFirst() und getLast()

• getFirst() – gibt das vordere Element zurück.
• getLast() – gibt das hintere Element zurück.

Hinweis: Wirft NoSuchElementException, falls Deque leer.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.add("Cat"); animals.add("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals); System.out.println("First Element: " + animals.getFirst()); System.out.println("Last Element: " + animals.getLast());

Ausgabe

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] First Element: Dog Last Element: Horse

2. peek(), peekFirst(), peekLast()

• peek() – ruft ab ohne zu entfernen das vordere Element.
• peekFirst() – Synonym für peek().
• peekLast() – ruft das hintere Element ab.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.add("Cat"); animals.add("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals); System.out.println("Head Element: " + animals.peek()); System.out.println("First Element: " + animals.peekFirst()); System.out.println("Last Element: " + animals.peekLast());

Ausgabe

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] Head Element: Dog First Element: Dog Last Element: Horse

Hinweis: Falls Deque leer, geben peek() und Freunde null zurück statt Exception zu werfen.

Elemente entfernen

1. remove(), removeFirst(), removeLast()

• remove() – entfernt und gibt das vordere Element zurück.
• removeFirst() – gleich remove().
• removeLast() – entfernt und gibt das hintere Element zurück.
• remove(Object o) – entfernt erstes Vorkommen von o falls vorhanden.

Hinweis: Wirft NoSuchElementException, falls Deque leer oder remove(o) o nicht findet.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.add("Cat"); animals.add("Cow"); animals.add("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals); System.out.println("Removed Element: " + animals.remove()); System.out.println("New ArrayDeque: " + animals); System.out.println("Removed First Element: " + animals.removeFirst()); System.out.println("Removed Last Element: " + animals.removeLast());

Ausgabe

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse] Removed Element: Dog New ArrayDeque: [Cat, Cow, Horse] Removed First Element: Cat Removed Last Element: Horse

2. poll(), pollFirst(), pollLast()

• poll() – entfernt und gibt vorderes Element zurück, oder null falls leer.
• pollFirst() – Synonym für poll().
• pollLast() – entfernt und gibt hinteres Element zurück.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.add("Cat"); animals.add("Cow"); animals.add("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals); System.out.println("Removed Element: " + animals.poll()); System.out.println("New ArrayDeque: " + animals); System.out.println("Removed First Element: " + animals.pollFirst()); System.out.println("Removed Last Element: " + animals.pollLast());

Ausgabe

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse] Removed Element: Dog New ArrayDeque: [Cat, Cow, Horse] Removed First Element: Cat Removed Last Element: Horse

3. clear()

Leert den gesamten Deque.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.add("Cat"); animals.add("Horse"); System.out.println("ArrayDeque: " + animals); animals.clear(); System.out.println("New ArrayDeque: " + animals);

Ausgabe

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] New ArrayDeque: []

Über einen ArrayDeque iterieren

• iterator() – Vorwärts-Iterator.
• descendingIterator() – Rückwärts-Iterator.

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>(); animals.add("Dog"); animals.add("Cat"); animals.add("Horse"); System.out.print("ArrayDeque: "); Iterator<String> it = animals.iterator(); while(it.hasNext()) { System.out.print(it.next() + ", "); } System.out.print("\nArrayDeque in reverse order: "); Iterator<String> rev = animals.descendingIterator(); while(rev.hasNext()) { System.out.print(rev.next() + ", "); }

Ausgabe

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse] ArrayDeque in reverse order: [Horse, Cat, Dog]

Weitere gängige Methoden

Methode	Beschreibung
element()	Ruft ab aber entfernt nicht das vordere Element.
contains(Object o)	Prüft Anwesenheit von o; gibt true falls gefunden.
size()	Anzahl Elemente im Deque.
toArray()	Konvertiert Deque in Array.
clone()	Erstellt flache Kopie des Deque.

ArrayDeque als Stack verwenden

Für LIFO-Verhalten ist ArrayDeque gegenüber Stack vorzuziehen aufgrund besserer Performance und ohne Legacy-Synchronisations-Overhead.

Stack-ähnliche Methoden:

• push(E e) – fügt am Anfang hinzu.
• peek() – ruft oberstes Element ab ohne Entfernung.
• pop() – entfernt und gibt oberstes Element zurück.

ArrayDeque<String> stack = new ArrayDeque<>(); stack.push("Dog"); stack.push("Cat"); stack.push("Horse"); System.out.println("Stack: " + stack); System.out.println("Accessed Element: " + stack.peek()); System.out.println("Removed Element: " + stack.pop());

Ausgabe

Stack: [Horse, Cat, Dog] Accessed Element: Horse Removed Element: Horse

ArrayDeque vs LinkedList

Beide implementieren Deque, unterscheiden sich aber:

• LinkedList erlaubt null-Elemente; ArrayDeque nicht.
• LinkedList-Knoten speichern Pointer, verbrauchen mehr Speicher.
• Für Queue/Deque-Workloads übertrifft ArrayDeque typischerweise LinkedList.