ArrayDeque

• ArrayDeque 又实现了 Deque 接口（Deque 又实现了 Queue 接口）

public class ArrayDeque<E> extends AbstractCollection<E>
                           implements Deque<E>, Cloneable, Serializable
{}

• Deque与Queue相对应的接口

Queue Method	Equivalent Deque Method	说明
add(e)	addLast(e)	向队尾插入元素，失败则抛出异常
offer(e)	offerLast(e)	向队尾插入元素，失败则返回false
remove()	removeFirst()	获取并删除队首元素，失败则抛出异常
poll()	pollFirst()	获取并删除队首元素，失败则返回null
element()	getFirst()	获取但不删除队首元素，失败则抛出异常
peek()	peekFirst()	获取但不删除队首元素，失败则返回null

• Deque与Stack对应的接口

Stack Method	Equivalent Deque Method	说明
push(e)	addFirst(e)	向栈顶插入元素，失败则抛出异常
无	offerFirst(e)	向栈顶插入元素，失败则返回false
pop()	removeFirst()	获取并删除栈顶元素，失败则抛出异常
无	pollFirst()	获取并删除栈顶元素，失败则返回null
peek()	getFirst()	获取但不删除栈顶元素，失败则抛出异常
无	peekFirst()	获取但不删除栈顶元素，失败则返回null

• 添加，删除，取值都有两套接口，它们功能相同，区别是对失败情况的处理不同。一套接口遇到失败就会抛出异常，另一套遇到失败会返回特殊值（false或null）。

• ArrayDeque是非线程安全的（not thread-safe），当多个线程同时使用的时候，需要手动同步；另外，该容器不允许放入null元素。

addFirst()

// elements.length必需是2的指数倍
public void addFirst(E e) {
    // 不允许放入null
    if (e == null)
        throw new NullPointerException();
    // elements - 1就是二进制低位全1，跟head - 1相与之后就起到了取模的作用
    elements[head = (head - 1) & (elements.length - 1)] = e;
    // 判断循环数组是否已经满
    if (head == tail)
        // 扩容
        doubleCapacity();
}
 
private void doubleCapacity() {
    // 检查 head 和 tail 是否相等，如果不相等则抛出异常
    assert head == tail;
    int p = head;
    int n = elements.length;
    // head右边元素的个数
    int r = n - p; // number of elements to the right of p
    // 原空间的2倍
    int newCapacity = n << 1;
    if (newCapacity < 0)
        throw new IllegalStateException("Sorry, deque too big");
    Object[] a = new Object[newCapacity];
    // 复制右半部分
    System.arraycopy(elements, p, a, 0, r);
    // 复制左半部分
    System.arraycopy(elements, 0, a, r, p);
    // 由于 elements 数组被替换为 a 数组，因此在方法调用结束后，原有的 elements 数组将不再被引用，会被垃圾回收器回收
    elements = a;
    head = 0;
    tail = n;
}

• 当b是2的n次方时，a & (b - 1) = a % b，head & (elements.length - 1) 等价于 head % elements.length

addLast()

public void addLast(E e) {
    if (e == null)
        throw new NullPointerException();
    elements[tail] = e;
    if ((tail = (tail + 1) & (elements.length - 1)) == head)
        doubleCapacity();
}

pollFirst()

• pollFirst()的作用是删除并返回Deque首端元素，也即是head位置处的元素。如果容器不空，只需要直接返回elements[head]即可，当然还需要处理下标的问题。由于ArrayDeque中不允许放入null，当elements[head] == null时，意味着容器为空。

public E pollFirst() {
    int h = head;
    @SuppressWarnings("unchecked")
    E result = (E) elements[h];
    // Element is null if deque empty
    // null值意味着deque为空
    if (result == null)
        return null;
    elements[h] = null;     // Must null out slot
    head = (h + 1) & (elements.length - 1);
    return result;
}

pollLast()

// 删除并返回*Deque*尾端元素，也即是`tail`位置前面的那个元素。
public E pollLast() {
    int t = (tail - 1) & (elements.length - 1);
    @SuppressWarnings("unchecked")
    E result = (E) elements[t];
    if (result == null)
        return null;
    elements[t] = null;
    tail = t;
    return result;
}

peekFirst()

// 返回但不删除Deque首端元素，也即是head位置处的元素，直接返回elements[head]即可。
public E peekFirst() {
    // elements[head] is null if deque empty
    return (E) elements[head];
}

peekLast()

// 返回但不删除Deque尾端元素，也即是tail位置前面的那个元素。
public E peekLast() {
    return (E) elements[(tail - 1) & (elements.length - 1)];
}