ArrayDeque 是实现 List 接口还是 Deque？来自不同来源的相互矛盾的信息答案

【问题标题】：Does ArrayDeque implement the List interface, or Deque? Conflicting information from various sourcesArrayDeque 是实现 List 接口还是 Deque？来自不同来源的相互矛盾的信息
【发布时间】：2017-05-23 19:10:10
【问题描述】：

我目前正在在线学习算法课程，我们的教科书是 Pat Morin 的开放数据结构。

在他对ArrayDeque、Morin claims 的讨论中，“ArrayDeque 数据结构允许在两端进行有效的添加和删除。这个结构实现了List 接口。”然后他继续讨论数据结构的 C++ 实现，包括预期的 List 方法：get(i)、set(i, x)、add(i, x) 和 remove(i)。

我发现作者的处理方式令人困惑，因为我无法想象这个实现如何被视为Deque；毕竟，它具有在任何位置插入/删除的功能。

另一方面，其他资源表明ArrayDeque 实现了Deque 接口（“duh”，对吗？）。事实上，this article 声称，“ArrayDeque 是 Deque 接口的基于数组的实现。”此外，“ArrayDeque 与LinkedList 不同，它没有实现List 接口，因此我们从未考虑将其用于位置访问。”这种处理对我来说非常有意义，而且它似乎遵循了我发现的各种文章的共识。

莫林的书是不是错了，还是我遗漏了一些基本的东西？

【问题讨论】：

如果您查看 Java API ArrayDeque 确实实现了 Deque
ArrayDeque 数据结构支持两端高效的插入和移除，因此将其用作Deque 是完全合理的。相比之下，ArrayList 只支持末尾的高效插入和删除，因此您可以将其用作堆栈，但不应将其用作队列。两种数据结构都支持高效的随机访问和迭代，因此您可以使用其中任何一种作为随机访问列表，即使 Java 没有在它们的 ArrayDeque 上实现 List
@yurikilochek 仅仅因为问题提到了 Java 中存在的东西并不意味着它们是唯一存在的地方。这似乎是关于一般数据结构，而不是任何给定的实现。第一个链接是 C++ 相关的。
@Dukeling 很公平。

标签： data-structures computer-science

【解决方案1】：

基于数组的双端队列的不同实现支持不同的功能，同时使用相同的底层结构。比如在Java Collections Framework中，ArrayDeque只实现了Deque接口，不支持通过索引进行常量时间访问。

Morin 的 ArrayDeque 实现只实现了 List 接口。但是，使用 List 实现 Deque 接口很简单：

addFirst(x) { add(0, x); }
removeFirst() { return remove(0); }
addLast(x) { add(size, x); }
removeLast() { return remove(size - 1); }

add 和 remove 的性能保证意味着这些操作中的每一个都在恒定时间内运行，使其成为高效的双端队列。

所以使用基于数组的deque的底层结构，可以同时实现List和Deque接口，不同的实现在这方面做出不同的选择。

【讨论】：

【解决方案2】：

来自 Java docs

java.util
类 ArrayDeque

* java.lang.Object
* * java.util.AbstractCollection
* * * java.util.ArrayDeque

类型参数：
E - 此集合中包含的元素类型

所有实现的接口：
可序列化、可克隆、可迭代、集合、双端队列、队列

ArrayDeque 实现了 Iterable、Collection、Deque 和 Queue（以及 Serializable、Cloneable）；所以没有 List，只有 Iterable。

在 Morin 的书中，他谈到了编写与 Java 实现无关的 ArrayDeque；并且作者解释说，通过使用这个底层数据结构来实现 ArrayDeque，您可以实现 List 接口。（这里的关键，他们并不是说所有 ArrayDeque 都将实现 List，因为随机访问有点与结构的整个 'que' 部分混淆。但你可以（而且不应该））

【讨论】：