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1. void offer (long e) 方法:入队列
2. long poll() 方法:出队列
3. long peek() 方法:查看队首元素
4. boolean isEmpty() 方法:查看队列是否为空
5. int size() 方法:查看队列中元素个数
6. 整体全部代码
通过链表实现队列的基本操作,同时定义一个内部类 Node 记录每个结点内存储的元素(value)以及下一个元素的结点(next)。并且定义一个头结点(head)和尾结点(last)方便后续的操作。
public class Queue {
static class Node {
long value;
Node next;
Node(long value) {
this.value = value;
this.next = null;
}
}
// 为了方便头删 + 尾插,记录头节点 + 尾结点
private Node head;
private Node last;
private int size;
public Queue() {
this.head = this.last = null;
this.size = 0;
}
//后续的方法(还未实现)
public void offer(long e) {}
public long poll() {}
public long peek() {}
public int size() {}
public boolean isEmpty() {}
}
1. void offer (long e) 方法:入队列
思路:因为队列先进先出,所以可以通过尾插操作来实现。这里需要考虑两种情况:
- ① size 为 0时:即队列中没有元素时,尾插入一个新元素结点,则头结点和尾结点均指向该新元素结点。
- ② size != 0 时:即队列中有元素时,last.next 应该指向新元素结点。然后更新 last,即将尾结点指向新元素结点。
代码:
public void offer(long e) {
Node node = new Node(e);
if (size == 0 ) {
this.head = this.last = node;
} else {
this.last.next = node;
}
this.size++;
}
2. long poll() 方法:出队列
思路:因为队列先进先出,所以可以通过头删操作实现出队列操作。分三种情况:
- ① size = 0(队列中没有元素)时:抛出异常。
- ② size = 1 (队列中只有一个元素)时:记录该唯一结点的 value 值,再将头结点和尾结点同时置空,最后返回提前记录的 value 值即可。
- ③ size > 1 (队列中至少有两个元素)时:记录头结点元素的 value 值,同时将头结点指向头结点的下一个结点(next),最后返回提前记录的 value 值即可。
总结:观察三种情况,当队列中有元素时,都要进行头结点的更新。区别是尾结点的处理,元素个数为 1 个时,尾结点置空;元素个数大于1时,尾结点不变。
代码:
public long poll() {
if (size == 0) {
throw new RuntimeException("队列中没有元素");
}
long e = this.last.value;
this.head = this.head.next;
if (this.head == null) {
//这里的 head 是已经更新后的 head,head == null 说明队列中元素只有一个
this.last = null;
}
this.size--;
return e;
}
3. long peek() 方法:查看队首元素
思路:
- ① size = 0(队列中没有元素)时:抛出异常。
- ② size != 0(队列中有元素)时:直接返回头结点的元素值。
代码:
public long peek() {
if (size == 0) {
throw new RuntimeException("队列中没有元素");
}
return this.head.value;
}
4. boolean isEmpty() 方法:查看队列是否为空
思路:根据队列元素个数 size 判断即可。
代码:
public boolean isEmpty() {
return this.size == 0;
}
5. int size() 方法:查看队列中元素个数
思路:直接返回队列属性 size 值即可。
代码:
public int size() {
return this.size;
}
6. 整体全部代码
public class Queue {
private class Node{
long value;
Node next;
public Node(long value) {
this.value = value;
this.next = null;
}
}
// 为了方便操作(头删和尾插),定义一个头结点和尾结点
private Node head;
private Node last;
private int size;
//构造方法
public Queue(){
this.head = this.last = null;
this.size = 0;
}
//入队列
public void offer(long e) {
Node node = new Node(e);
if (size == 0 ) {
this.head = this.last = node;
} else {
this.last.next = node;
}
this.size++;
}
//出队列
public long poll() {
if (size == 0) {
throw new RuntimeException("队列中没有元素");
}
long e = this.last.value;
this.head = this.head.next;
if (this.head == null) {
//这里的 head 是已经更新后的 head,head == null 说明队列中元素只有一个
this.last = null;
}
this.size--;
return e;
}
//查看队首元素
public long peek() {
if (size == 0) {
throw new RuntimeException("队列中没有元素");
}
return this.head.value;
}
//查看队列是否为空
public boolean isEmpty() {
return this.size == 0;
}
//查看队列中的元素个数
public int size() {
return this.size;
}
}