Java数据结构——队列

队列
只允许在一端插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表；进行插入操作的一端称为队尾（入队列），进行删除操作的一端称为队头（出队列）；队列具有先进先出（FIFO）的特性。

三种实现方式

1. 顺序存储实现方式
2. 链式存储实现方式
3. 基于LinkedList实现队列结构

顺序存储实现方式

public class MyQueue {
private Object[] data;
private int maxSize = 10;
private int front;
private int rear;
// 初始化队列
public MyQueue(int maxSize) {
if (maxSize >= 0) {
this.maxSize = maxSize;
data = new Object[maxSize];
front = rear = 0;
} else {
throw new RuntimeException("初始化队列大小不能小于0");
}
}
// 判空
public boolean empty() {
return rear == front ? true : false;
}
// 入队
public boolean add(Object obj) {
if (rear == maxSize) {
throw new RuntimeException("队满");
} else {
data[rear++] = obj;
return true;
}
}
// 出队
public Object poll() {
if (front == rear) {
throw new RuntimeException("队空");
} else {
Object value = data[front];
data[front++] = null;
return value;
}
}
// 查看队首元素
public Object peek() {
if (front == rear) {
throw new RuntimeException("队空");
} else {
return data[front];
}
}
// 返回队列长度
public int length() {
return rear - front;
}
public static void main(String[] args) {
MyQueue queue = new MyQueue(5);
queue.add(1);
queue.add(2);
queue.add(3);
queue.add(4);
queue.add(5);
System.out.println(queue.length());
System.out.println(queue.empty());
System.out.println(queue.peek());
System.out.println(queue.poll());
System.out.println(queue.peek());
}
}

　　

链式存储实现方式

public class MyLinkedQueue {
// 定义节点的内部类
public class Node {
Node next;
Object data;
public Node(Object data) {
super();
this.data = data;
}
}
private Node rear;
private Node front;
private int maxSize = 10;
private int size;
// 初始化队列
public MyLinkedQueue(int maxSize) {
if (maxSize >= 0) {
this.maxSize = maxSize;
rear = front = null;
size = 0;
} else {
throw new RuntimeException("初始化队列大小不能小于0");
}
}
// 判空
public boolean empty() {
return size == 0 ? true : false;
}
// 入队
public boolean add(Object data) {
if (size == maxSize) {
throw new RuntimeException("队满");
} else if (empty()) {
front = new Node(data);
rear = front;
size++;
return true;
} else {
Node node = new Node(data);
rear.next = node;
rear = node;
size++;
return true;
}
}
// 出队
public Object poll() {
if (empty()) {
throw new RuntimeException("队空");
} else {
Node node = front;
front = front.next;
node.next = null;
size--;
return node.data;
}
}
// 返回队首元素
public Object peek() {
if (empty()) {
throw new RuntimeException("队空");
} else {
return front.data;
}
}
// 返回长度
public int length() {
return size;
}
public static void main(String[] args) {
MyLinkedQueue queue = new MyLinkedQueue(5);
queue.add(1);
queue.add(2);
queue.add(3);
queue.add(4);
queue.add(5);
System.out.println(queue.length());
System.out.println(queue.empty());
System.out.println(queue.peek());
System.out.println(queue.poll());
System.out.println(queue.peek());
}
}

　　

基于LinkedList实现队列结构

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class MyListQueue {
private Queue<Object> queue = new LinkedList<>();
// 将元素入队，如果当前没有可用的空间，则抛出 IllegalStateException
public boolean add(Object data) {
queue.add(data);
return true;
}
// 将元素入队，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(Object data) {
queue.offer(data);
return true;
}
// 取队首元素
public Object element() {
return queue.element();
}
// 取队首元素方法二
public Object peek() {
return queue.peek();
}
// 获取并移除此队列的队首元素
public Object poll() {
return queue.poll();
}
// 获取并移除此队列的队首元素方法二
public Object remove() {
return queue.remove();
}
// 获取并移除此队列的队首元素方法三，指定移除元素
public boolean remove1(Object data) {
return queue.remove(data);
}
// 判空
public boolean empty() {
return queue.isEmpty();
}
// 打印
public String toString() {
return queue.toString();
}
public static void main(String[] args) {
MyListQueue queue = new MyListQueue();
queue.add(1);
queue.add(2);
queue.add(3);
queue.offer(4);
queue.offer(5);
queue.offer(6);
System.out.println(queue.toString());
System.out.println(queue.empty());
System.out.println(queue.element());
System.out.println(queue.peek());
System.out.println(queue.toString());
System.out.println(queue.poll());
System.out.println(queue.remove());
System.out.println(queue.remove1(5));
System.out.println(queue.toString());
}
}