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Queue结构模拟

2024-07-18 00:37:12   219人阅读

接着我们介绍queue数据结构,我们通过对简单的数据结构的模拟后是不是感觉自己的内功提高的呀，那有人会问什么是内功呢？其实我觉得就是一个思维意识，换句话来说就是你站得更好的。这样的话,我觉得我们的工作更加有意义，我们以分享,交流，责任为目标学习分享技术.


1.基础的节点对象Node
  
public class Node {
private Object data;// 存放值
private Node next;// 下一个节点

public   Node(){}


public Node(Object data) {// 构造值为data的结点
  this(data,null);
}
public Node(Object data, Node next) {
  this.data = http://www.mamicode.com/data;
  this.next = next;
}
public Object getData() {
  return data;
}
public void setData(Object data) {
  this.data = http://www.mamicode.com/data;
}
public Node getNext() {
  return next;
}
public void setNext(Node next) {
  this.next = next;
}
}


2.Queue操作接口

public interface IQueue {

public void clear(); // 将一个已经存在的队列置成空
public boolean isEmpty(); // 测试队列是否为空
public int length();// 求队列中的数据元素个数并由函数返回其值
public Object peek();// 查看队列的头而不移除它，返回队列顶对象，如果此队列为空，则返回 null 
public Object poll();// 移除队列的头并作为此函数的值返回该对象，如果此队列为空，则返回 null 
public void offer(Object o) throws Exception;// 把指定的元素插入队列
public void display();// 打印函数，打印所有队列中的元素(队列头到队列尾)

}


3.链队列类(FIFO)

public class LinkQueue  implements  IQueue{
  
    private  Node  front;// 队头的引用
    private  Node  rear;// 队尾的引用，指向队尾元素

    public   LinkQueue()
    {
     this.front=null;
     this.rear=null;
     
    }

//清空队列
public void clear() {
  
   this.front=null;
   this.rear=null;
   
}
    //展示数据
public void display() {
  
  if(!this.isEmpty())
  {
       Node  p=front;
       while(p!=null)//未到尾部
       {
        System.out.println(p.getData()+"  ");
        p=p.getNext();
       }
  }
  else
  {
   System.out.println("此队列为空!!");
  }
}
   
//头指针指向空说明队列为空
public boolean isEmpty() {
  return this.front==null;
}
    
     //返回链表的长度
public int length() {
  
  Node  p=front;
  int   length=0;
  while(p!=null)
  {
   p=p.getNext();
   length++;
  }
  return length;
}
  
//添加元素(添加到队列最后)
public void offer(Object o) throws Exception {
  //在尾部压入元素
  Node   s=new  Node(o);
  Node  p=front;
  if(p!=null)//判断是否是空队列
  {
     this.rear.setNext(s);
     this.rear=s;
  }
  else//空队列的情况
  {
    this.front=s;
    this.rear=s;
  }
}


//查看队列的首项数据
public Object peek() {
  
  if(this.front!=null)//判断是否为空队列
  {
    return  this.front.getData();
  }
  else
  {
       return null;
  }
}

//取出首对象并移除
public Object poll() {
  
    //首先取出对象
     Node   p=front;
     if(p!=null)
     {
         //front指向下一个节点
         front=p.getNext();
      return  p.getData(); 
     }
     else
     {
      return null;
     }
}
public Node getFront() {
  return front;
}
public void setFront(Node front) {
  this.front = front;
}
public Node getRear() {
  return rear;
}
public void setRear(Node rear) {
  this.rear = rear;
}
}



4.循环顺序队列
public class CircleSqQueue  implements IQueue {
    
private Object[] queueElem; // 队列存储空间
private int front;// 队首的引用，若队列不空，指向队首元素
private int rear;// 队尾的引用，若队列不空，指向队尾元素的下一个位置

// 循环队列类的构造函数
public CircleSqQueue(int maxSize) {
  front=rear=0;// 队头、队尾初始化为0
  queueElem = new Object[maxSize];// 为队列分配maxSize个存储单元
}


// 将一个已经存在的队列置成空
public void clear() {
  front = rear = 0;
}
// 测试队列是否为空
public boolean isEmpty() {
  return front == rear;
}


// 求队列中的数据元素个数并由函数返回其值
public int length() {
  return (rear - front + queueElem.length) % queueElem.length;
}


// 把指定的元素插入队列
public void offer(Object x) throws Exception {
  if ((rear + 1) % queueElem.length == front)// 队列满
   throw new Exception("队列已满");// 输出异常
  else {// 队列未满
   queueElem[rear] = x;// x赋给队尾元素
   rear = (rear + 1) % queueElem.length;// 修改队尾指针
  }
}


// 查看队列的头而不移除它，返回队列顶对象，如果此队列为空，则返回 null
public Object peek() {
  if (front == rear)// 队列为空
   return null;
  else
   return queueElem[front]; // 返回队首元素
}


// 移除队列的头并作为此函数的值返回该对象，如果此队列为空，则返回 null
public Object poll() {
  if (front == rear)// 队列为空
   return null;
  else {
   Object t = queueElem[front];// 取出队首元素
   front = (front + 1) % queueElem.length;// 更改队首的位置
   return t;// 返回队首元素
  }
}


// 打印函数，打印所有队列中的元素(队首到队尾)
public void display() {
  if (!isEmpty()) {
   for (int i = front; i != rear; i = (i + 1) % queueElem.length)
    // 从队首到队尾
    System.out.println(queueElem.toString() + " ");
  } else {
   System.out.println("此队列为空");
  }
}
}



小结:目前像个大家一个自己练习的题目,如何实现优先值队列呢？我提供如下参考答案:


1.基础结构对象PriorityQData
  public class PriorityQData {

private Object elem;// 结点的值
private int priority;// 结点的优先级
// 构造函数
public PriorityQData(Object elem, int priority) {
  this.elem = elem;
  this.priority = priority;
}
public Object getElem() {
  return elem;
}
public int getPriority() {
  return priority;
}
public void setElem(Object elem) {
  this.elem = elem;
}
public void setPriority(int priority) {
  this.priority = priority;
}
}
//实现
public class PriorityQueue  implements  IQueue{

private Node front;// 队头的引用
private Node rear;// 队尾的引用，指向队尾元素
// 优先队列类的构造函数
public PriorityQueue() {
  front = rear = null;
}
// 将一个已经存在的队列置成空
public void clear() {
  front = rear = null;
}
// 测试队列是否为空
public boolean isEmpty() {
  return front == null;
}
// 求队列中的数据元素个数并由函数返回其值
public int length() {
  
  Node p = front;
  int length = 0;// 队列的长度
  while (p != null) {// 一直查找到队尾
   p = p.getNext();
   length++;
  }
  
  return length;
}
// 把指定的元素插入队列
public void offer(Object o) {
  
  PriorityQData pn = (PriorityQData) o;
  Node s = new Node(pn); // 构造一个新的结点
  if (front == null) // 队列为空
   front = rear = s;// 修改队列头尾结点
  
  else {
   Node p = front,q = front;
   while (p != null &&  pn.getPriority() >= ((PriorityQData) p.getData()).getPriority()) {// 新结点的值与队列结点中的元素的值相比较
    q = p;
    p = p.getNext();
   }
   if (p == null) {// p为空，表示遍历到了队列尾部
    rear.setNext(s);// 在队列中加入新结点
    rear = s;// 修改队尾指针
   } else if (p == front) {// p的优先级大于头结点的优先级
    s.setNext(front);
    front = s;// 修改头结点的值
   } else {// 新结点加入队列中部
    q.setNext(s);
    s.setNext(p);
   }
  }
}
// 查看队列的头而不移除它，返回队列顶对象，如果此队列为空，则返回 null
public Object peek() {
  if (front == null)// 队列为空
   return null;
  else
   // 返回队列头结点的值
   return front.getData();
}
// 移除队列的头并作为此函数的值返回该对象，如果此队列为空，则返回 null
public Object poll() {
  if (front == null)// 队列为空
   return null;
  else {// 返回队列头结点的值，并修改队列头指针
   Node p = front;
   front = p.getNext();
   return p.getData();
  }
}
// 打印函数，打印所有队列中的元素(队列头到队列尾)
public void display() {
  if (!isEmpty()) {
   Node p = front;
   while (p != null) {// 从对头到队尾
    PriorityQData q = (PriorityQData) p.getData();
    System.out.println(q.getElem() + "      " + q.getPriority());// 打印
    p = p.getNext();
   }
  } else {
   System.out.println("此队列为空");// 打印
  }
}
}


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