java實(shí)現(xiàn)隊(duì)列queue數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)詳解
概念
隊(duì)列是一種非原始(特殊)的線(xiàn)性表,是一種先進(jìn)先出(FIFO)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它只允許在表的前端(front)進(jìn)行刪除操作,而在表的后端(rear)進(jìn)行插入操作。
FIFO:first input first output,即先添加的元素,先移除,最后添加的元素,最后移除。
工作方式類(lèi)似于商場(chǎng)排隊(duì)結(jié)賬情形:

數(shù)組模擬隊(duì)列圖示:

隊(duì)列中兩個(gè)主要操作
插入值操作:insert ——》 enqueue(入隊(duì)) ——》參數(shù)是要插入的數(shù)據(jù)data
刪除值操作:remove ——》 dequeue (出隊(duì))——》 無(wú)參
隊(duì)列遵循以下條件:
如果 FRONT = 0,那么隊(duì)列就是空的。
如果 REAR = size of the queue,那么隊(duì)列就是滿(mǎn)了。
如果 FRONT = REAR,那么隊(duì)列中至少有一個(gè)元素。
如果你想知道隊(duì)列中元素的總數(shù),那么使用這個(gè)公式計(jì)算(REAR - FRONT)+1。
隊(duì)列的數(shù)組實(shí)現(xiàn)
我們可以通過(guò)數(shù)組、堆棧和鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列。其中數(shù)組是實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的最簡(jiǎn)單方法。
創(chuàng)建一個(gè)大小為 n 的數(shù)組。將 FRONT 和 REAR 的值初始化為 -1,該值表示該數(shù)組當(dāng)前為空。
編寫(xiě)一個(gè)ArrayQueue類(lèi)如下:
class ArrayQueue {
private int maxSize; // 數(shù)組的最大容量
private int front; // 隊(duì)列頭
private int rear; // 隊(duì)列尾
private int[] arr; // 存放數(shù)據(jù), 模擬隊(duì)列
// 創(chuàng)建構(gòu)造器,初始化
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1; // front 是指向隊(duì)列頭的前一個(gè)位置
rear = -1; // rear 是指向隊(duì)列尾的數(shù)據(jù)(最后一個(gè)數(shù)據(jù))
}
// 判斷隊(duì)列是否已滿(mǎn)
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 1;
}
// 判斷隊(duì)列是否為空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
// 添加數(shù)據(jù)
public void addQueue(int n) {
if (isFull()) {
System.out.println("隊(duì)列已滿(mǎn),不能再添加數(shù)據(jù)了!");
return;
}
rear++; // 讓rear 后移
arr[rear] = n;
}
// 獲取數(shù)據(jù)
public int getQueue() {
if (isEmpty()) {
// 通過(guò)拋出異常
throw new RuntimeException("隊(duì)列為空,無(wú)數(shù)據(jù)可??!");
}
front++; // front后移
return arr[front];
}
// 顯示隊(duì)列的所有數(shù)據(jù)
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("隊(duì)列空的,沒(méi)有數(shù)據(jù)~~");
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
}
}
// 顯示隊(duì)列的頭部指向的下一個(gè)
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("隊(duì)列為空,沒(méi)有數(shù)據(jù)~~");
}
return arr[front + 1];
}
}編寫(xiě)測(cè)試方法:
//創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
char key = ' ';
Scanner scanner = new Scanner(System.in);//
boolean loop = true;
//輸出一個(gè)菜單選項(xiàng)
while(loop) {
System.out.println("s(show): 顯示隊(duì)列");
System.out.println("e(exit): 退出程序");
System.out.println("a(add): 添加數(shù)據(jù)到隊(duì)列");
System.out.println("g(get): 從隊(duì)列取出數(shù)據(jù)");
System.out.println("h(head): 查看隊(duì)列頭的數(shù)據(jù)");
key = scanner.next().charAt(0);//接收一個(gè)字符
switch (key) {
case 's': //顯示隊(duì)列所有數(shù)據(jù)
queue.showQueue();
break;
case 'a': //添加數(shù)據(jù)
System.out.println("輸出一個(gè)數(shù)");
int value = scanner.nextInt();
queue.addQueue(value);
break;
case 'g': //依次取出數(shù)據(jù)
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的數(shù)據(jù)是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h': //查看隊(duì)列頭指向
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("隊(duì)列頭的數(shù)據(jù)是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e': //退出程序
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出~~");
}總結(jié)
到此這篇關(guān)于java實(shí)現(xiàn)隊(duì)列queue數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java實(shí)現(xiàn)隊(duì)列queue內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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