队列的实现(JAVA)

定义

   队列（queue）是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端进行删除，在表的后端进行插入。

进行插入端的称为队尾，进行删除端的称为队头。队列是先进先出原则的。队列的实现同样可以

使用两种方式来实现，一种是数的实现方式，另一种是链表的实现方式。

队列的实现

我们已经知道队列已经有两种方式实现，虽然底层的实现方式不同，但是其具有的方法是相同

的，我们采用接口定义其具有的操作。

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1. package com.kiritor;
2. /**
3. * 队列FIFO的接口
4. * @author Kiritor
5. * */
6. public interface Queue<T> {
7. /**
8. * 入队：从队尾加入一个元素
9. * @param t
10. * */
11. void add(T t);
12. /**
13. * 出队：移走队头元素并返回
14. * @return 当前队头元素*/
15. T remove();
16. /**
17. * 当前队列的元素个数*/
18. int size();
19. /**
20. * 判断当前队列是否为空
21. * @return */
22. boolean isEmpty();
23. /**
24. * 只是返回队头元素，并未删掉
25. * @return t*/
26. T front();
27. }

队列的数组实现

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1. package com.kiritor;
2. import java.util.Arrays;
3. /**
4. * 基于数组实现的队列
5. * @author Kiritor*/
6. public class ArrayQueue<T> implements Queue<T>{
7. private T[] data;
8. private int size;//元素个数
9. private int front;//队列中第一个对象的位置
10. private int rear;//队列中当前对象的位置
11. public ArrayQueue() {
12. data = (T[]) new Object[10];
13. size = 0;
14. front =0;
15. rear = 0;
16. }
17. @Override
18. public void add(T t) {
19. if(isFull())
20. {
21. resize();
22. front = 0;
23. }
24. rear = (front+size)%data.length;
25. System.out.println(rear);
26. data[rear] = t;
27. size++;
28. }
29. @Override
30. public T remove() {
31. if (isEmpty()) {
32. throw new RuntimeException("队列为空!");
33. }
34. T tempData = data[front];
35. data[front] = null;
36. //思考一下这里有必要进行除法运算吗?
37. front = (front + 1) % (data.length);
38. size--;
39. return tempData;
40. }
41. @Override
42. public int size() {
43. return size;
44. }
45. @Override
46. public boolean isEmpty() {
47. return size == 0;
48. }
49. @Override
50. public T front() {
51. if (isEmpty()) {
52. throw new RuntimeException("队列为空!");
53. }
54. return data[front];
55. }
56. /**
57. * 判断当前队列是否已满
58. * @return*/
59. public boolean isFull()
60. {
61. return size == data.length;
62. }
63. /**
64. * 扩容，2倍
65. * */
66. public void resize()
67. {
68. /*注意重新扩容的时候并不需要去设置size
69. * 队列的大小并不能通过数组的大小直观的显示出来。
70. * 但是栈就可以直观的通过数组的大小显示出来*/
71. T[] tmp = (T[]) new Object[data.length*2];
72. System.arraycopy(data, 0, tmp, 0, data.length);
73. data = tmp;
74. tmp = null;//引用置为空，便于gc处理
75. }
76. public static void main(String[] args) {
77. ArrayQueue<String> q = new ArrayQueue<String>();
78. q.add("a");
79. q.add("b");
80. q.add("c");
81. q.add("d");
82. q.add("e");
83. q.add("f");
84. q.add("g");
85. q.add("h");
86. q.add("i");
87. q.add("j");
88. q.add("k");
89. q.add("l");
90. q.add("m");
91. while( !q.isEmpty() ){
92. String temp = q.remove();
93. System.out.println(temp);
94. }
95. }
96. }

队列的链表实现

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1. package com.kiritor;
2. /**
3. * 队列的链表实现
4. * @author Kiritor
5. * @param <T>*/
6. public class LinkQueue<T> implements Queue<T> {
7. private Node head;
8. private Node rear;
9. private int size;
10. public LinkQueue() {
11. head = null;
12. rear = null;
13. size = 0;
14. }
15. class Node
16. {
17. T data;
18. Node next;
19. public Node() {
20. //无参构造
21. }
22. public Node(T t)
23. {
24. this.data = t;
25. }
26. }
27. /**
28. * 从队列的尾部插入结点*/
29. @Override
30. public void add(T t) {
31. Node node = new Node(t);
32. /*如果是队列则头部和尾部都执行Node*/
33. if(isEmpty())
34. head = node;
35. else
36. rear.next = node;
37. rear = node;
38. size++;//队列长度+1
39. }
40. /**
41. * 从队列的头部删除
42. * @return T*/
43. @Override
44. public T remove() {
45. T  tmp;
46. if(isEmpty()){
47. new NullPointerException("队列是空的!");
48. tmp = null;
49. }
50. else
51. {
52. if(null==head.next )
53. rear = null;
54. tmp = head.data;
55. head = head.next;
56. size--;
57. }
58. return tmp;
59. }
60. @Override
61. public int size() {
62. return size;
63. }
64. @Override
65. public boolean isEmpty() {
66. return head == null;
67. }
68. /**
69. * 查看队列头部,不做任何处理*/
70. @Override
71. public T front() {
72. if(head !=null)
73. return head.data;
74. return null;
75. }
76. public static void main(String[] args) {
77. LinkQueue<String> q = new LinkQueue<String>();
78. q.add("a");
79. q.add("b");
80. q.add("c");
81. q.add("d");
82. q.add("e");
83. q.add("f");
84. q.add("g");
85. q.add("h");
86. q.add("i");
87. q.add("j");
88. q.add("k");
89. q.add("l");
90. q.add("m");
91. System.out.println(q.size);
92. while( !q.isEmpty() ){
93. String temp = q.remove();
94. System.out.println(temp);
95. System.out.println(q.size());
96. }
97. }
98. }

看下链队列的演示操作吧