队列操作

一，队列的定义

　　♦和栈相反，队列是一种先进先出的线性表。它只允许在表的一端进行插入，而在另一端进行删除元素。

　　♦在队列中，允许插入的一端叫队尾。允许删除的一端叫队头。

　　♦队列中的元素按a0,a1.....an这个顺序入队，退队时也必须按这个顺序出队。即a0出队后，a1才可以出队。

 二，顺序队列的表示和实现

　　　　在队列的顺序存储结构中，除了用一组地址连续的存储单元依次存储从队头到队尾的元素外，

       还需附设两个指针front和rear分别指向队列头元素及队尾元素的下一个位置。

　　　　初始化建立空队列时，令front=rear=0；每当插入新的队列尾元素时，“尾指针增1”，每当删除

       队列头元素时，“头指针增1”。

　　　　因此，在非空队列中，头指针始终指向队列头元素，而尾指针始终指向队列尾元素的下一个位置。

    代码展示：

import java.util.*;
class Queue{
    // 存储队列的元素
    private int[] queue;
    // 队头
    private int front;
    // 队尾
    private int rear;

    public Queue() {     // 初始化一个长度为15的队列
        /*this.queue=new int[15];
        this.front=0;
        this.rear=0;*/
        this(15);
    }

    // 自定义队列大小
    public Queue(int size) {
        this.queue=new int[size];
        this.front=0;
        this.rear=0;
    }

    // 入队操作
    public void offer(int val){
        if(full())  //入队前对队空间进行检测
        {           //队满，则扩容
            this.queue=Arrays.copyOf(this.queue,this.queue.length+1);
        }
        this.queue[this.rear]=val;      //放一个元素，rear下标后移一位，所以rear指向的是最后一个元素的下一位
        this.rear++;
    }

    // 出队，并把队头元素返回
    public int poll(){
        if(empty())  //出队前判断是否队空
        {
            return -1;
        }
        return this.queue[front++]; //
    }

    // 查看队头元素
    public int peek(){
     return this.queue[front];
    }

    // 判断队满
    public boolean full(){
        return this.queue.length==this.rear;
    }

    // 判断队空
    public boolean empty(){
        return this.rear==this.front;
    }
}

public class Queuetext {
    public static void main(String[] args) {
       Queue qq=new Queue(5);
       for(int i=0;i<5;i++)
        {
            qq.offer(i);  //入队
        }
        
        if(qq.full())    //查看队满
        {
            System.out.println("队满！");
        }
        System.out.println(qq.peek());   //打印队头
        System.out.println(qq.poll());   //出队
        System.out.println(qq.poll());
        System.out.println(qq.poll());
        System.out.println(qq.poll());
        System.out.println(qq.poll());
        if(qq.empty())    //查看队空
        {
            System.out.println("队空！");
        }
    }
}

代码实现：

 

 三，循环队列的表示和实现

 　　　　因为采用顺序栈存储数据时，当头指针和尾指针都指向队列的末尾时，即使队列前面

　　是空的，也会因为被判断队满而无法继续存储。为了充分利用向量空间，克服“假溢出”的现象

       因此人们便想出了循环队列的存储方式。

               循环队列中是把顺序队列首尾相连，把存储队列元素的表从逻辑上看成一个环。当存储

       空间的最后一个位置已被占用，而在要进入队列时，只需第一个位置空闲，便可将元素加入

      到第一个位置中，即将存空间的第一个位置作为队尾。

              循环队列可以更简便防止“假溢出”的情况发生，但队列的大小却是固定的。

　　　　在循环队列中，指针和队列元素之间的关系不变。

                       

     在顺序队列中，采用q.front=q.rear来判断队空。用q.stack.length=q.rear来判断队满。

     但在循环队列中，去不适用。

             

  

                          此时队满，q.front=q.rear                                  此时队空，q.front=q.rear                                  

                所以在循环队列中，为区别两种情况，规定循环队列最多只能存放MaxSize-1个元素，当循环队列

   中只剩下一个元素时，队列就已经满了。

           并且用    队空：q.front=q.rear      队满：q.front=(q.rear+1)%n    来判断队列情况。

        

import java.util.*;
class Queue{
    // 存储队列的元素
    private int[] queue;
    // 队头
    private int front;
    // 队尾
    private int rear;

    public Queue() {     // 初始化一个长度为15的队列
        /*this.queue=new int[15];
        this.front=0;
        this.rear=0;*/
        this(15);
    }

    // 自定义队列大小
    public Queue(int size) {
        this.queue=new int[size];
        this.front=0;
        this.rear=0;
    }

    // 入队操作
    public void offer(int val){
        if(full())  //入队前对队空间进行检测
        {           //队满，则扩容
            this.queue=Arrays.copyOf(this.queue,this.queue.length+1);
        }
        this.queue[this.rear]=val;      //放一个元素，rear下标后移一位，所以rear指向的是最后一个元素的下一位
        this.rear=(this.rear+1)%this.queue.length;        //这样写是为了将队列环起来
    }

    // 出队，并把队头元素返回
    public int poll(){
        if(empty())  //出队前判断是否队空
        {
            return -1;
        }
        return this.queue[front++]; //
    }

    // 查看队头元素
    public int peek(){
     return this.queue[front];
    }

    // 判断队满
    public boolean full(){

         return this.front==(this.rear+1)%this.queue.length;
    }

    // 判断队空
    public boolean empty(){
        return this.rear==this.front;
    }
}

public class Queuetext {
    public static void main(String[] args) {
       Queue qq=new Queue(5);
       for(int i=0;i<5;i++)
        {
            qq.offer(i);  //入队
        }
        
        if(qq.full())    //查看队满
        {
            System.out.println("队满！");
        }
        System.out.println(qq.peek());   //打印队头
        System.out.println(qq.poll());   //出队
        System.out.println(qq.poll());
        System.out.println(qq.poll());
        System.out.println(qq.poll());
        System.out.println(qq.poll());
        if(qq.empty())    //查看队空
        {
            System.out.println("队空！");
        }
    }
}