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java中队列实现
队列的定义:
队列(Queue)是只允许在一端进行插入,而在另一端进行删除的运算受限的线性表。
(1)允许删除的一端称为队头(Front)。
(2)允许插入的一端称为队尾(Rear)。
(3)当队列中没有元素时称为空队列。
(4)队列亦称作先进先出(First In First Out)的线性表,简称为FIFO表。
队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾,每次离开的成员总是队列头上的(不允许中途离队)。
队列的存储结构及实现
队列的顺序存储结构
(1) 顺序队列的定义:
队列的顺序存储结构称为顺序队列,顺序队列实际上是运算受限的顺序表。
(2)顺序队列的表示:
和顺序表一样,顺序队列利用内存中一段连续的存储空间来存放当前队列中的元素。
由于队列的队头和队尾的位置是变化的,设置两个指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素,它们的初值在队列初始化时均应置为0。
(3)顺序队列的基本操作
1 public class JavaDemo<E> { 2 E[] a; 3 // 默认初始化大小 4 private static final int DEFAULT_SIZE = 10; 5 // 对首下标 6 int front; 7 // 队尾下标 8 int rear; 9 10 public JavaDemo() { 11 this(DEFAULT_SIZE); 12 } 13 14 /** 15 * 初始化指定长度的队列 16 * @author Baorant 17 * @param size 18 */ 19 @SuppressWarnings("unchecked") 20 public JavaDemo(int size) { 21 a = (E[]) (new Object[size]); 22 front = 0; 23 rear = 0; 24 } 25 26 /** 27 * 将一个对象追加到队列尾部 28 * 29 * @param obj 30 * @return 队列满时返回false,否则返回true 31 * @author Baorant 32 */ 33 public boolean enqueue(E obj) { 34 if ((rear + 1) % a.length == front) { 35 return false; 36 } else { 37 a[rear] = obj; 38 rear = (rear + 1) % a.length; 39 return true; 40 } 41 } 42 43 /** 44 * 队列头部出队 45 * 46 * @return 47 * 48 */ 49 public E dequeue() { 50 if (rear == front) 51 return null; 52 else { 53 E obj = a[front]; 54 front = (front + 1) % a.length; 55 return obj; 56 } 57 } 58 59 /** 60 * 队列长度 61 * @author Baorant 62 * @return 63 * 64 */ 65 public int size() { 66 return (rear - front) % a.length; 67 } 68 69 // 队列长度(另一种方法) 70 public int length() { 71 if (rear > front) { 72 return rear - front; 73 } else 74 return a.length - 1; 75 } 76 77 /** 78 * 判断是否为空 79 * @author Baorant 80 * @return @ 81 */ 82 public boolean isEmpty() { 83 return rear == front; 84 } 85 86 public static void main(String[] args) { 87 JavaDemo<String> queue = new JavaDemo<String>(4); 88 queue.enqueue("1"); 89 queue.enqueue("2"); 90 queue.enqueue("3"); 91 queue.enqueue("4"); 92 System.out.println("size = " + queue.size()); 93 int size = queue.size(); 94 System.out.println("*******出栈操作*******"); 95 for (int i = 0; i < size; i++) { 96 System.out.print(queue.dequeue() + " "); 97 } 98 } 99 }
入队时:将新元素插入rear所指的位置的后一位。
出队时:删去front所指的元素,然后将front加1并返回被删元素。
(4)顺序表的溢出现象
①“下溢”现象
当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。
② "真上溢"现象
当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。
③ "假上溢"现象
由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于内存中本分配的空间时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。如下图
循环队列:
如上图所示,这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列(circular queue)。
循环队列中需要注意的几个重要问题:
①队空的判定条件,队空的条件是front=rear;
②队满的判定条件,(rear+1)%QueueSize=front。QueueSize为队列初始空间大小。
循环队列的java实现代码
java中队列实现