Java ArrayDeque完全ガイド：主要メソッドとスタック実装

Java ArrayDeque

ArrayDequeクラス、そのメソッド、実践的な例（スタックとしての使用法を含む）を解説します。

Javaにおいて、ArrayDequeはサイズ可変配列をバックエンドとするキューとデックのデータ構造を実装します。

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ArrayDequeが実装するインターフェース

ArrayDequeクラスは以下のインターフェースを実装します：

• Java Queueインターフェース
• Java Dequeインターフェース

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ArrayDequeの作成

まずパッケージをインポートします：

import java.util.ArrayDeque;

型付きデックをインスタンス化します：

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

例：

// String型のデック
ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>();
// Integer型のデック
ArrayDeque<Integer> ages = new ArrayDeque<>();

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ArrayDequeの主要メソッド

要素の挿入

1. add()、addFirst()、addLast()の使用

• add(E e) - eを末尾に追加
• addFirst(E e) - eを先頭に挿入
• addLast(E e) - add()と同等

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

出力

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

2. offer()、offerFirst()、offerLast()の使用

• offer(E e) - eを末尾に追加、成功時はtrueを返す
• offerFirst(E e) - eを先頭に挿入
• offerLast(E e) - offer()と同等

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

出力

ArrayDeque: [Cat, Dog, Horse]

要素へのアクセス

1. getFirst()とgetLast()

• getFirst() - 先頭要素を返す
• getLast() - 末尾要素を返す

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
System.out.println("最初の要素: " + animals.getFirst());
System.out.println("最後の要素: " + animals.getLast());

出力

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
最初の要素: Dog
最後の要素: Horse

2. peek()、peekFirst()、peekLast()

• peek() - 削除せずに先頭を取得
• peekFirst() - peek()の別名
• peekLast() - 末尾を取得

ArrayDeque<String> animals = new ArrayDeque<>();
animals.add("Dog");
animals.add("Cat");
animals.add("Horse");
System.out.println("ArrayDeque: " + animals);
System.out.println("ヘッド要素: " + animals.peek());
System.out.println("最初の要素: " + animals.peekFirst());
System.out.println("最後の要素: " + animals.peekLast());

出力

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
ヘッド要素: Dog
最初の要素: Dog
最後の要素: Horse

要素の削除

1. remove()、removeFirst()、removeLast()

• remove() - 先頭を削除して返す
• removeFirst() - remove()と同等
• removeLast() - 末尾を削除して返す
• remove(Object o) - oの最初の出現を削除（存在する場合）

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("削除された要素: " + animals.remove());
System.out.println("新しいArrayDeque: " + animals);
System.out.println("削除された最初の要素: " + animals.removeFirst());
System.out.println("削除された最後の要素: " + animals.removeLast());

出力

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse]
削除された要素: Dog
新しいArrayDeque: [Cat, Cow, Horse]
削除された最初の要素: Cat
削除された最後の要素: Horse

2. poll()、pollFirst()、pollLast()

• poll() - 先頭を削除して返す、空ならnull
• pollFirst() - poll()の別名
• pollLast() - 末尾を削除して返す

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("削除された要素: " + animals.poll());
System.out.println("新しいArrayDeque: " + animals);
System.out.println("削除された最初の要素: " + animals.pollFirst());
System.out.println("削除された最後の要素: " + animals.pollLast());

出力

ArrayDeque: [Dog, Cat, Cow, Horse]
削除された要素: Dog
新しいArrayDeque: [Cat, Cow, Horse]
削除された最初の要素: Cat
削除された最後の要素: Horse

3. clear()

デック全体を空にします。

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

出力

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
新しいArrayDeque: []

ArrayDequeのイテレーション

• iterator() - 前方イテレータ
• descendingIterator() - 逆順イテレータ

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（逆順）: ");
Iterator<String> rev = animals.descendingIterator();
while(rev.hasNext()) {
    System.out.print(rev.next() + ", ");
}

出力

ArrayDeque: [Dog, Cat, Horse]
ArrayDeque（逆順）: [Horse, Cat, Dog]

その他の一般的なメソッド

メソッド	説明
element()	削除せずにヘッドを取得
contains(Object o)	oの存在確認。見つかればtrue
size()	デックの要素数
toArray()	デックを配列に変換
clone()	デックのシャローコピーを作成

ArrayDequeをスタックとして使用

LIFO動作には、StackよりArrayDequeが適しています。パフォーマンスが良く、レガシーな同期オーバーヘッドがないためです。

スタック風メソッド：

• push(E e) - 先頭に追加
• peek() - トップ要素を削除せずに取得
• pop() - トップ要素を削除して返す

ArrayDeque<String> stack = new ArrayDeque<>();
stack.push("Dog");
stack.push("Cat");
stack.push("Horse");
System.out.println("Stack: " + stack);
System.out.println("アクセスされた要素: " + stack.peek());
System.out.println("削除された要素: " + stack.pop());

出力

Stack: [Horse, Cat, Dog]
アクセスされた要素: Horse
削除された要素: Horse

ArrayDeque vs LinkedList

両方ともDequeを実装しますが、違いがあります：

• LinkedListはnull要素を許可。ArrayDequeは許可しない
• LinkedListのノードはポインタを保持し、より多くのメモリを消費
• キュー/デックワークロードでは、ArrayDequeが通常LinkedListより高性能