• 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

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