Java实现列队基本操作
队列的定义：
队列（Queue）是只允许在一端进行插入，而在另一端进行删除的运算受限的线性表。
（1）允许删除的一端称为队头（Front）。
（2）允许插入的一端称为队尾（Rear）。
（3）当队列中没有元素时称为空队列。
（4）队列亦称作先进先出（First In First Out）的线性表，简称为FIFO表。
队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾，每次离开的成员总是队列头上的（不允许中途离队）。
队列的存储结构及实现
队列的顺序存储结构
（1） 顺序队列的定义：
队列的顺序存储结构称为顺序队列，顺序队列实际上是运算受限的顺序表。
（2）顺序队列的表示：
和顺序表一样，顺序队列利用内存中一段连续的存储空间来存放当前队列中的元素。
由于队列的队头和队尾的位置是变化的，设置两个指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素，它们的初值在队列初始化时均应置为0。
（3）顺序队列的基本操作
入队时：将新元素插入rear所指的位置的后一位。
出队时：删去front所指的元素，然后将front加1并返回被删元素。
（4）顺序表的溢出现象
①“下溢”现象
当队列为空时，做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象，常用作程序控制转移的条件。
② "真上溢"现象
当队列满时，做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态，应设法避免。
③ "假上溢"现象
由于入队和出队操作中，头尾指针只增加不减小，致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于内存中本分配的空间时，也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。如下图
如上图所示，这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列（circular queue）。
循环队列中需要注意的几个重要问题：
①队空的判定条件，队空的条件是front=rear；
②队满的判定条件，（rear+1）%QueueSize=front。QueueSize为队列初始空间大小。
下面分别实现顺序列队和循环列队
顺序列队：
package ch03;
/**
* 队列类
* @author 小明
*
*/
public class MyQueue {
//狄灿使用数组
private long[] arr;
//有效数据大小
private int elements;
//队头
private int front;
//队尾
private int end;
/**
* 默认构造方法
*/
public MyQueue(){
arr = new long[10];
elements =0;
front =0;
end =-1;
}
/**
* 带参数的构造方法
*/
public MyQueue(int maxsize){
arr = new long[maxsize];
elements =0;
front =0;
end =-1;
}
/**
* 添加数据,队尾添加
*/
public void insert(long value){
arr[++end] =value;
elements++;
}
/**
* 删除数据，队头删除
*/
public long remove(){
elements--;
return arr[front++];
}
/**
* 查看数据
*/
public long peek(){
return arr[front];
}
/**
* 判断是否为空
*/
public boolean isEmpty(){
return elements ==0;
}
public boolean isFull(){
return elements ==arr.length;
}
}
package ch03;
public class TestMyQueue {
public static void main(String[] args) {
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.insert(10);
myQueue.insert(20);
myQueue.insert(30);
myQueue.insert(40);
myQueue.insert(50);
System.out.println(myQueue.peek());
myQueue.remove();
System.out.println(myQueue.peek());
while (!myQueue.isEmpty()) {
System.err.print(myQueue.remove() + " ");
}
System.out.println("***********************");
myQueue.insert(23);
myQueue.insert(24);
myQueue.insert(25);
myQueue.insert(26);
myQueue.insert(27);
myQueue.insert(28);
System.out.println(myQueue.peek());
}
}
循环列队：
package ch03;
/*
* 列队类
*/
public class MyCycleQueue {
//底层使用数组
private long[] arr;
//有效数据的大小
private int elements;
//队头
private int front;
//队尾
private int end;
/**
* 默认构造方法
*/
public MyCycleQueue() {
arr = new long[10];
elements = 0;
front = 0;
end = -1;
}
/**
* 带参数的构造方法，参数为数组的大小
*/
public MyCycleQueue(int maxsize) {
arr = new long[maxsize];
elements = 0;
front = 0;
end = -1;
}
/**
* 添加数据,从队尾插入
*/
public void insert(long value) {
if(end == arr.length - 1) {
end = -1;
}
arr[++end] = value;
elements++;
}
/**
* 删除数据，从队头删除
*/
public long remove() {
long value = arr[front++];
if(front == arr.length) {
front = 0;
}
elements--;
return value;
}
/**
* 查看数据，从队头查看
*/
public long peek() {
return arr[front];
}
/**
* 判断是否为空
*/
public boolean isEmpty() {
return elements == 0;
}
/**
* 判断是否满了
*/
public boolean isFull() {
return elements == arr.length;
}
}
package ch03;
public class TestMyCycleQueue {
public static void main(String[] args) {
MyCycleQueue mq = new MyCycleQueue(4);
mq.insert(23);
mq.insert(45);
mq.insert(13);
mq.insert(1);
System.out.println(mq.isFull());
System.out.println(mq.isEmpty());
System.out.println(mq.peek());
System.out.println(mq.peek());
while (!mq.isEmpty()) {
System.err.print(mq.remove() + " ");
}
System.out.println("***********************");
mq.insert(23);
mq.insert(45);
mq.insert(13);
mq.insert(1);
while (!mq.isEmpty()) {
System.out.print(mq.remove() + " ");
}
}
}
