队列的特点
- 先进先出（FIFO）
- 允许在表的一端插入数据，在另一端删除数据
所需元素
- 数组queueArray
- 指向队头的指针front
- 指向队尾的指针rear
- 记录队列元素数量的elements
- 数组的初始化大小maxSize
分析实现
1. 在实例化队列类时确定数组大小并初始化数组
2. 确定队列具有的功能：
（1）EnQueue(Object obj) 插入元素，即元素入队，并且是在队尾入队
（2）DeQueue() 删除元素，即元素出队，并且是在队头出队
（3）isEmpty() 判空
（4）isFull() 判满
（5）getHead() 查看队头元素，只查看，不删除
（6）length() 查看队列长度
（7）clear() 清空队列
代码实现
1 public class Queue { 2 3 /** 4 * queueArray 底层数组 5 * front 队头 6 * rear 队尾 7 * elements 队列元素 8 * maxSize 数组最大容量 9 */ 10 private Object[] queueArray; 11 private int front; 12 private int rear; 13 private int elements; 14 private int maxSize; 15 16 /** 17 * 初始化操作 18 * @param maxSize 19 */ 20 public Queue(int maxSize) { 21 this.maxSize = maxSize; 22 this.queueArray = new Object[maxSize]; 23 this.front = 0; 24 this.rear = 0; 25 this.elements = 0; 26 } 27 28 /** 29 * 判断队列是否为空 30 * @return 31 */ 32 public boolean isEmpty() { 33 return (elements == 0); 34 } 35 36 /** 37 * 判断队列是否为满队列 38 * @return 39 */ 40 public boolean isFull() { 41 return (elements == maxSize); 42 } 43 44 /** 45 * 插入元素，即元素入队，并且是在队尾入队 46 * @param data 47 */ 48 public void enQueue(Object data) { 49 if (isFull()) { 50 throw new RuntimeException("队列已满"); 51 } 52 queueArray[rear++] = data; 53 elements++; 54 } 55 56 /** 57 * 删除元素，即元素出队，并且是在队头出队 58 * @return 59 */ 60 public Object deQueue() { 61 if (isEmpty()) { 62 throw new RuntimeException("空队列"); 63 } 64 // 其实这里并没有真正删除数组里的元素，只是访问指针往上移，即不提供访问被删除元素的方式 65 Object data = queueArray[front++]; 66 elements--; 67 return data; 68 } 69 70 /** 71 * 查看队头元素，只查看，不删除 72 * @return 73 */ 74 public Object getHead() { 75 Object data = queueArray[front]; 76 return data; 77 } 78 79 /** 80 * 查看队列长度 81 * @return 82 */ 83 public int length() { 84 return elements; 85 } 86 87 /** 88 * 清空队列 89 */ 90 public void clear() { 91 while (front != rear) { 92 deQueue(); 93 } 94 } 95 }
测试
1 public class QueueTest { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 5 Queue queue = new Queue(4); 6 7 System.out.println("队列是否为空? " + queue.isEmpty()); 8 9 queue.enQueue(11); 10 queue.enQueue(2); 11 queue.enQueue(5); 12 queue.enQueue(67); 13 14 System.out.println("队列是否已满? " + queue.isFull()); 15 System.out.println("队头元素： " + queue.getHead()); 16 System.out.println("队列长度： " + queue.length()); 17 18 System.out.print("打印队列元素： "); 19 while (!queue.isEmpty()) { 20 Object o = queue.deQueue(); 21 System.out.print(o + " "); 22 } 23 System.out.println(); 24 25 /*queue.enQueue(5); 26 queue.enQueue(67);*/ 27 // 清空队列 28 queue.clear(); 29 System.out.println("清空队列后，队列是否为空? " + queue.isEmpty()); 30 } 31 }
结果
队列是否为空? true 队列是否已满? true 队头元素： 11 队列长度： 4 打印队列元素： 11 2 5 67 清空队列后，队列是否为空? true
总结
- 只允许在队尾rear插入元素；
- 只允许在队头front删除元素；
- 本例子插入和删除都是队头队尾指针的移动，所存储的元素并不会移动；
- 删除的元素其实还存在数组中，只是不提供访问的方法；
- 使用数组实现，扩容困难。