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data-structure/ds-deque.go

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+package ds
+
+// ds-deque.go
+// 泛型双端队列,基于环形缓冲。PushFront/PushBack/PopFront/PopBack 全 O(1) 均摊。
+// 当容量不足时扩容为 2 倍,自动重新对齐。
+
+// Deque 双端队列,零值可用。
+type Deque[T any] struct {
+	buf  []T
+	head int // 队首索引,逆时针(向后)增长
+	tail int // 队尾索引 +1
+	n    int // 元素个数
+}
+
+// Len 元素个数。
+func (d *Deque[T]) Len() int { return d.n }
+
+// Empty 是否为空。
+func (d *Deque[T]) Empty() bool { return d.n == 0 }
+
+// PushBack 尾部插入。
+func (d *Deque[T]) PushBack(v T) {
+	d.grow()
+	d.buf[d.tail] = v
+	d.tail = (d.tail + 1) % len(d.buf)
+	d.n++
+}
+
+// PushFront 头部插入。
+func (d *Deque[T]) PushFront(v T) {
+	d.grow()
+	d.head = (d.head - 1 + len(d.buf)) % len(d.buf)
+	d.buf[d.head] = v
+	d.n++
+}
+
+// PopBack 尾部弹出;空返回零值和 false。
+func (d *Deque[T]) PopBack() (T, bool) {
+	var zero T
+	if d.n == 0 {
+		return zero, false
+	}
+	d.tail = (d.tail - 1 + len(d.buf)) % len(d.buf)
+	v := d.buf[d.tail]
+	d.buf[d.tail] = zero
+	d.n--
+	return v, true
+}
+
+// PopFront 头部弹出;空返回零值和 false。
+func (d *Deque[T]) PopFront() (T, bool) {
+	var zero T
+	if d.n == 0 {
+		return zero, false
+	}
+	v := d.buf[d.head]
+	d.buf[d.head] = zero
+	d.head = (d.head + 1) % len(d.buf)
+	d.n--
+	return v, true
+}
+
+// Front 查看头部,不移除。
+func (d *Deque[T]) Front() (T, bool) {
+	var zero T
+	if d.n == 0 {
+		return zero, false
+	}
+	return d.buf[d.head], true
+}
+
+// Back 查看尾部,不移除。
+func (d *Deque[T]) Back() (T, bool) {
+	var zero T
+	if d.n == 0 {
+		return zero, false
+	}
+	return d.buf[(d.tail-1+len(d.buf))%len(d.buf)], true
+}
+
+// grow 容量不足时扩容并重新对齐。
+func (d *Deque[T]) grow() {
+	if d.buf == nil {
+		d.buf = make([]T, 8)
+		return
+	}
+	if d.n < len(d.buf) {
+		return
+	}
+	oldCap := len(d.buf)
+	newCap := oldCap * 2
+	nb := make([]T, newCap)
+	// 把 head..head+n 的环形数据复制到新缓冲区前端。
+	for i := 0; i < d.n; i++ {
+		nb[i] = d.buf[(d.head+i)%oldCap]
+	}
+	d.buf = nb
+	d.head = 0
+	d.tail = d.n
+}