Java 实现队列

介绍

队列为特殊的线性表，队列的特点先进先出（FIFO），队列插入为入队，队列删除为出对。

Java 实现

这次使用顺序队列实现。（使用数组），

why？为什么不直接使用顺序表作为底层容器，因为入队操作执行顺序表尾插入，时间复杂度为O(1)

O(1) 普通语句，相互操作，时间复杂度为O(1)

出对操作执行表头删除操作，时间复杂度为O(n)，因为涉及到一个循环遍历，移动，由于时间复杂度高，此时直接想方法将时间复杂度降低为O(1) ，即，用双指针解决。即front和rear两个解决

时间复杂度 O(n) 涉及一层循环，此时时间复杂度为O(n)

又因为直接更改下标，会导致空间的浪费，（出队操作）此时，为了减少空间的浪费，将队列设计为循环队列，目的，避免假满现象的出现。

空队列的时候 front = rear = 0

入队 front = 0 rear = 1

此时继续入队 front = 0 rear = 2

出队 front = rear = 2 两者相等

继续入队，front=2 rear = 3

不断的循环，总有一个为空，即rear

到队满 即 front = 2 rear = 1；

队满的判断 front = （rear + 1）% size

real永远为空

代码

接口

package demo.mingm.struct.queue;
/**
 * 接口 队列
* @author ming
* @date 2018/11/17
*/
public interface Queue<T> {
	// 定义数组长度
	public static final int DEFAULT_SIZE = 10;
	// 返回队列长度
	int size();
	// 判断队列是否为空
	boolean isEmpty();
	// 判断队列是否已满
	boolean isFull();
	// 入队， 成功true 错误false
	boolean add(T data);
	// offer 入队，和add方法不同的是，如果队满，或传入的为空，将会抛出错误，不会自动扩充
	boolean offer(T data);
	// 返回队头元素，不执行删除操作，为空 返回null
	T peek();
	// 返回队头元素，如果为空，将会抛出异常
	T element();
	// 出队，执行删除操作，若为空，返回null
	T poll();
	// 出队，执行删除操作，若为空，抛出异常
	T remove();
	// 清空队列
	void cleameQueue();
	
}

实现接口的类

package demo.mingm.struct.queue;

import java.util.Arrays;

import java.util.Vector;

public class SeqQueue<T> implements Queue<T> {

private T[] elementData;// 储存数据的数组

private int size;// 储存大小

private int front, rear;// 指针指向数组的元素，一个前，一个后

private int real;

public SeqQueue() {

elementData= (T[]) new Object[DEFAULT_SIZE];

// 指针的初始化

this.front = 0;

this.rear = 0;

this.size = 0;

}

public SeqQueue(int length) {

elementData = (T[]) new Object[length];

this.front = 0;

this.rear = 0;

this.size = 0;

}

public int getSize() {

return this.size;

}

public int getFront() {

return this.front;

}

public int getRear() {

return this.rear;

}

public void setSize(int size) {

this.size = size;

}

public void setFront(int front) {

this.front = front;

}

public void setRear(int rear) {

this.rear = rear;

}

// 获取队列长度

@Override

public int size() {

return this.getSize();

}

// 判断队列是否为空

@Override

public boolean isEmpty() {

return this.getRear() == this.getFront();

}

// 判断队列是否已满

@Override

public boolean isFull() {

return this.getFront() == (this.getRear() + 1) % this.elementData.length;

}

// 入队操作，如果不满，自动扩充数组

@Override

public boolean add(T data) {

if(this.isFull()) {

Arrays.copyOf(elementData, elementData.length*2);

}

// 是否插入空

if(data == null)

return false;

// 添加data

elementData[this.getRear()] = data;

// 移动指针

this.rear++;// 创造单向队列

this.size++;

return true;

}

@Override

public boolean offer(T data) {

if(this.isFull() || data == null) {

throw new NullPointerException("error 1");

}

// 添加data

this.elementData[this.getRear()] = data;

// 移动指针

this.real = (this.real + 1)%elementData.length;// 创造循环队列

this.size++;

return true;

}

// 返回队头元素，不删除

@Override

public T peek() {

if(this.isEmpty())

return null;

return this.elementData[this.getFront()];

}

// 返回队头元素

@Override

public T element() {

if(this.isEmpty())

throw new NullPointerException("error 2");

return this.elementData[this.getFront()];

}

// 出队

@Override

public T poll() {

if (this.isEmpty())

return null;

T tmp = this.peek();

// 循环队列

this.front = (this.getFront() + 1 ) % this.elementData.length;

return tmp;

}

// 出队

@Override

public T remove() {

if (this.isEmpty())

throw new NullPointerException("error 3");

T tmp = this.peek();

// 循环队列

this.front = (this.getFront() + 1 ) % this.elementData.length;

return tmp;

}

// 清空

@Override

public void cleameQueue() {

this.real = 0;

this.front = 0;

}

}

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