Deque

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In informatica, una deque (solitamente pronunciato come deck, è l'abbreviazione di double-ended queue, cioè coda doppia) è una struttura dati astratta simile a una lista, anche chiamata lista concatenata testa-coda in quanto gli elementi possono essere aggiunti o rimossi solamente dalla testa o dalla coda.

Convenzioni sul nome[modifica | modifica sorgente]

La deque viene a volte scritta dequeue, ma questa pratica è generalmente scoraggiata nella letteratura tecnica poiché dequeue è anche un verbo inglese che significa "rimuovere da una coda". Nonostante ciò, alcuni autori come Aho, Hopcroft, e Ullman nel loro libro Data Structures and Algorithms, adoperano la parola dequeue. Inoltre, per indicare una deque vengono usati anche DEQ e DQ.

Distinzioni e sotto-tipi[modifica | modifica sorgente]

Questa struttura dati differisce da una normale coda FIFO nella quale gli elementi possono essere aggiunti solo da una parte e rimossi dell'altra. Alcuni dei possibili sotto-tipi di questa struttura dati sono:

  • Una deque ad input ristretto è una deque nella quale le rimozioni possono avvenire su entrambi i lati, e gli inserimenti da uno solo.
  • Una deque ad output ristretto è una deque nella quale gli inserimenti possono avvenire su entrambi i lati, e le rimozioni da uno solo.

Entrambe le strutture dati più comuni e fondamentali dell'informatica, la coda e lo stack possono essere considerate particolari deque, e sono quindi implementabili usando una deque.

Operazioni[modifica | modifica sorgente]

Una deque supporta le seguenti operazioni:

Operazione Ada C++ Java JavaScript Perl PHP Python Ruby
Inserisci elemento come ultimo Append push_back offerLast push push array_push append push
Inserisci elemento come primo Prepend push_front offerFirst unshift unshift array_unshift appendleft unshift
Rimuovi ultimo elemento Delete_Last pop_back pollLast pop pop array_pop pop pop
Rimuovi primo elemento Delete_First pop_front pollFirst shift shift array_shift popleft shift
Esamina ultimo elemento Last_Element back peekLast <obj>[<obj>.length - 1] $_[-1] end <obj>[-1] last
Esamina primo elemento First_Element front peekFirst <obj>[0] $_[0] reset <obj>[0] first

Implementazioni[modifica | modifica sorgente]

Esistono almeno due modi di implementare efficientemente una deque: attraverso un array dinamico modificato o tramite una lista doppiamente concatenata.

Implementazione tramite array dinamico[modifica | modifica sorgente]

La deque viene spesso implementata usando una variante dell'array dinamico che può accrescere la sua capienza da entrambi i lati e che viene anche chiamato deque array. Essi hanno tutte le proprietà degli array dinamici, come tempo costante di accesso arbitrario, buona località, ed inserimenti e rimozioni al centro inefficienti con l'aggiunta di inserimenti e rimozioni con tempo ammortizzato costante da entrambi i lati, invece che da su un lato solo. Due implementazioni comuni sono:

  • Memorizzare il contenuto della deque in un array circolare ridimensionandolo solo quando è completamente pieno.
  • Memorizzare il contenuto della deque a partire dal centro dell'array sottostante e ridimensionarlo quando una delle due estremità viene raggiunta. Questo approccio può richiedere ridimensionamenti più frequenti e spreca più spazio, in particolare quando gli elementi vengono aggiunti da una parte sola.

Supporto nei linguaggi[modifica | modifica sorgente]

La libreria C++ Standard Template Library offre la classe std::deque e la classe std::list per l'implementazione degli array dinamici e della lista concatenata rispettivamente.

Java 6 offre una nuova interfaccia Deque che permette l'inserimento e la rimozione su entrambi i lati. È implementata da classi come ArrayDeque (anch'essa introdotta in Java 6) e LinkedList che forniscono le implementazioni dell'array dinamico e della lista concatenata rispettivamente.

Python 2.4 ha introdotto il modulo collections col supporto per gli oggetti deque.

In PHP 5.3, l'estensione SPL contiene la classe 'SplDoublyLinkedList' che può essere usata per l'implementazione di una deque.

Complessità[modifica | modifica sorgente]

  • In un'implementazione con lista doppiamente concatenata, la complessità di ogni operazione elencata sopra è O(1).
  • In un array dinamico, la complessità temporale di tutte le operazioni è O(1)

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Donald Knuth. The Art of Computer Programming, Volume 1: Fundamental Algorithms, Third Edition. Addison-Wesley, 1997. ISBN 0-201-89683-4. Section 2.2.1: Stacks, Queues, and Deques, pp. 238–243.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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