Java數據結構---隊列

首先我們來看一個隊列在實際生活中的場景
我們在銀行辦理業務，是不是會看到這樣一種場景，有一隊人正整齊的排着隊，在窗口前，等待辦理業務，其實這就是隊列在實際應用中的一個體現。

隊列的特點

• 隊列的是Java數據結構中的一種，它的一個有序的 列表 ，可以使用數組或者鏈表來實現。
• 遵循先進先出的原則，先存入的數據會先被取出來，後存入的數據會後取出來

隊列的形式

• 單向隊列
• 環形隊列

數組模擬單向隊列

• 圖解隊列
  
• maxsize ：該隊列中最大能存儲的元素個數
• front ：隊列的頭部，它隨着隊列元素的輸出而改變，初始值賦值爲-1
• rear： 隊列的尾部，它隨着隊列的增加而改變，初始值賦值爲-1
• array[maxSize] : 存放數據的數組

1. 向隊列中存入數據，首先判斷該隊列是否已經存滿，再存入隊列中
2. 向隊列取出數據，首先判斷該隊列是否爲空，在向隊列取出元素
3. 判斷隊列已滿：rear == maxSize-1；
4. 判斷隊列爲空：rear == front

代碼實現

public class ArrayQueue {
	/*用於存儲數據的數組*/
	private int[] array;

	/*隊列頭部*/
	private int front;

	/*隊列的尾部*/
	private int rear;

	/*隊列中最大存儲個數*/
	private int maxSize;

	public ArrayQueue(maxSize) {
		this.array = new int[maxSize];
		this.maxSize = maxSize;
		this.front = -1;
		this.rear = -1;
	}
	
	/**
	* 判斷該隊列是否已滿
	* @return true-已滿 | false-不滿
	*/
	private boolean isFull() {
		return 	rear == maxSize-1;
	}

	/**
	* 判斷該隊列是否爲空
	* @return true-空 | false-否
	*/
	public boolean isEmpty() {
		return rear == front;
	}

	/**
	* 向隊列中添加元素
	* @param 要添加的元素
	* @return true-成功 | false-失敗
	*/
	public boolean addQueue(int num) {
		if (isFull) {
			System.out.print("隊列已滿無法添加");
			return false;
		}
		rear++;
		array[rear] = num;
		return true;
	}

	/**
	* 獲取隊列頭部的元素
	* @return 元素值
	*/
	public int getQueue() {
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("隊列爲空，不能取出隊列！！！");
		}
		int num = array[front];
		front--;
		return num;
	}
	
	/**
	* 顯示隊列
	*/
	public void showQueue() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.print("隊列爲空，不能打印隊列");
			return;
		}
		for (int i = 0;i < this.array.length;i++) {
			System.out.print(array[i]);
		}
	}
}

代碼寫完了，我們這種方式存在一種問題，就是當我們取出數據後，front指針無法回到原來的位置，導致我們這個隊列只能使用一次，所以我們引出了下面一種隊列環形隊列

數組實現環形隊列

• 圖解環形隊列
  
• maxsize ：該隊列中最大能存儲的元素個數
• front ：隊列的頭部，它隨着隊列元素的輸出而改變，初始值賦值爲0
• rear： 隊列的尾部，它隨着隊列的增加而改變，初始值賦值爲0
• array[maxSize] : 存放數據的數組

1. 向隊列中存入數據，首先判斷該隊列是否已經存滿，再存入隊列中
2. 向隊列取出數據，首先判斷該隊列是否爲空，在向隊列取出元素
3. 判斷隊列已滿：(rear+1)%maxSize == front；
4. 判斷隊列爲空：rear == front
5. 計算隊列中有效數據(rear+maxSize-front)%maxSize

代碼實現

public class ArrayQueue {
	/*用於存儲數據的數組*/
	private int[] array;

	/*隊列頭部*/
	private int front;

	/*隊列的尾部*/
	private int rear;

	/*隊列中最大存儲個數*/
	private int maxSize;

	public ArrayQueue(maxSize) {
		this.array = new int[maxSize];
		this.maxSize = maxSize;
		this.front = 0;
		this.rear = 0;
	}
	
	/**
	* 判斷該隊列是否已滿
	* @return true-已滿 | false-不滿
	*/
	private boolean isFull() {
		return 	(rear+1)%maxSize == front;
	}

	/**
	* 判斷該隊列是否爲空
	* @return true-空 | false-否
	*/
	public boolean isEmpty() {
		return rear == front;
	}

	/**
	* 向隊列中添加元素
	* @param 要添加的元素
	* @return true-成功 | false-失敗
	*/
	public boolean addQueue(int num) {
		if (isFull) {
			System.out.print("隊列已滿無法添加");
			return false;
		}
		array[rear] = num;
		rear = (rear+1)%maxSize;
		return true;
	}

	/**
	* 獲取隊列頭部的元素
	* @return 元素值
	*/
	public int getQueue() {
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("隊列爲空，不能取出隊列！！！");
		}
		int num = array[front];
		front = (front+1)%maxSize;
		return num;
	}
	
	/**
	* 顯示隊列
	*/
	public void showQueue() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.print("隊列爲空，不能打印隊列");
			return;
		}
		for (int i = 0;i < (rear+maxSize-front)%maxSize;i++) {
			System.out.print(array[i]);
		}
	}
}

以上就是兩種形式的用數組實現的隊列。能力有限僅供參考！！！