队列

作者: cccccttttyyy | 来源:发表于2018-07-27 21:22 被阅读0次

    定义

    队列是一种运算受限制的线性表,元素的添加与删除在表的两端,可添加元素的称为队尾,可删除元素的一端称为队头,顺序存储的队列称为顺序栈,将头尾相接的队列称为循环队列。平时很少用到,先把代码贴出来。

    代码(来源:https://www.cnblogs.com/CherishFX/p/4608880.html)

    队列顺序存储结构实现

    public class Queue<E> {
        private Object[] data=null;
        private int maxSize; //队列容量
        private int front;  //队列头,允许删除
        private int rear;   //队列尾,允许插入
    
        //构造函数
        public Queue(){
            this(10);
        }
        
        public Queue(int initialSize){
            if(initialSize >=0){
                this.maxSize = initialSize;
                data = new Object[initialSize];
                front = rear =0;
            }else{
                throw new RuntimeException("初始化大小不能小于0:" + initialSize);
            }
        }
        
        //判空
        public boolean empty(){
            return rear==front?true:false;
        }
        
        //插入
        public boolean add(E e){
            if(rear== maxSize){
                throw new RuntimeException("队列已满,无法插入新的元素!");
            }else{
                data[rear++]=e;
                return true;
            }
        }
        
        //返回队首元素,但不删除
        public E peek(){
            if(empty()){
                throw new RuntimeException("空队列异常!");
            }else{
                return (E) data[front];
            }    
        }
        
        //出队
        public E poll(){
            if(empty()){
                throw new RuntimeException("空队列异常!");
            }else{
                E value = (E) data[front];  //保留队列的front端的元素的值
                data[front++] = null;     //释放队列的front端的元素                
                return value;
            }            
        }
        
        //队列长度
        public int length(){
            return rear-front;
        }
    }
    

    循环队列的顺序存储实现

    import java.util.Arrays;
    
    public class LoopQueue<E> {
        public Object[] data = null;
        private int maxSize; // 队列容量
        private int rear;// 队列尾,允许插入
        private int front;// 队列头,允许删除
        private int size=0; //队列当前长度
    
        public LoopQueue() {
            this(10);
        }
    
        public LoopQueue(int initialSize) {
            if (initialSize >= 0) {
                this.maxSize = initialSize;
                data = new Object[initialSize];
                front = rear = 0;
            } else {
                throw new RuntimeException("初始化大小不能小于0:" + initialSize);
            }
        }
    
        // 判空
        public boolean empty() {
            return size == 0;
        }
    
        // 插入
        public boolean add(E e) {
            if (size == maxSize) {
                throw new RuntimeException("队列已满,无法插入新的元素!");
            } else {
                data[rear] = e;
                rear = (rear + 1)%maxSize;
                size ++;
                return true;
            }
        }
    
        // 返回队首元素,但不删除
        public E peek() {
            if (empty()) {
                throw new RuntimeException("空队列异常!");
            } else {
                return (E) data[front];
            }
        }
    
        // 出队
        public E poll() {
            if (empty()) {
                throw new RuntimeException("空队列异常!");
            } else {
                E value = (E) data[front]; // 保留队列的front端的元素的值
                data[front] = null; // 释放队列的front端的元素
                front = (front+1)%maxSize;  //队首指针加1
                size--;
                return value;
            }
        }
    
        // 队列长度
        public int length() {
            return size;
        }
    
        //清空循环队列
        public void clear(){
            Arrays.fill(data, null);
            size = 0;
            front = 0;
            rear = 0;
        }
    }
    

    队列的链式存储结构的实现

    public class LinkQueue<E> {
        // 链栈的节点
        private class Node<E> {
            E e;
            Node<E> next;
    
            public Node() {
            }
    
            public Node(E e, Node next) {
                this.e = e;
                this.next = next;
            }
        }
        
        private Node front;// 队列头,允许删除  
        private Node rear;// 队列尾,允许插入  
        private int size; //队列当前长度 
        
        public LinkQueue() {
            front = null;
            rear = null;
        }
        
        //判空
          public boolean empty(){
              return size==0;
          }
          
          //插入
          public boolean add(E e){
              if(empty()){    //如果队列为空
                  front = new Node(e,null);//只有一个节点,front、rear都指向该节点
                  rear = front;
              }else{
                  Node<E> newNode = new Node<E>(e, null);
                  rear.next = newNode; //让尾节点的next指向新增的节点
                  rear = newNode; //以新节点作为新的尾节点
              }
              size ++;
              return true;
          }
          
          //返回队首元素,但不删除
          public Node<E> peek(){
              if(empty()){
                  throw new RuntimeException("空队列异常!");
              }else{
                  return front;
              }
          }
          
          //出队
          public Node<E> poll(){
              if(empty()){
                  throw new RuntimeException("空队列异常!");
              }else{
                  Node<E> value = front; //得到队列头元素
                  front = front.next;//让front引用指向原队列头元素的下一个元素
                  value.next = null; //释放原队列头元素的next引用
                  size --;
                  return value;
              }        
          }
          
          //队列长度
          public int length(){
              return size;
          }
    }
    

    基于LinkedList的队列结构

    /**
     * 使用java.util.Queue接口,其底层关联到一个LinkedList(双端队列)实例.
     */
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.Queue;
    
    public class QueueList<E> {
        private Queue<E> queue = new LinkedList<E>();
        
        // 将指定的元素插入此队列(如果立即可行且不会违反容量限制),在成功时返回 true,
        //如果当前没有可用的空间,则抛出 IllegalStateException。
        public boolean add(E e){
            return queue.add(e);
        }
        
        //获取,但是不移除此队列的头。
        public E element(){
            return queue.element();
        }
        
        //将指定的元素插入此队列(如果立即可行且不会违反容量限制),当使用有容量限制的队列时,
        //此方法通常要优于 add(E),后者可能无法插入元素,而只是抛出一个异常。
        public boolean offer(E e){
            return queue.offer(e);
        }
        
        //获取但不移除此队列的头;如果此队列为空,则返回 null
        public E peek(){
            return queue.peek();
        }
        
        //获取并移除此队列的头,如果此队列为空,则返回 null
        public E poll(){
            return queue.poll();
        }
        
        //获取并移除此队列的头
        public E remove(){
            return queue.remove();
        }
        
        //判空
        public boolean empty() {
            return queue.isEmpty();
        }
    }
    

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