Java数据结构与算法_队列

Java数据结构与算法_队列

一、队列介绍

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。

二、单向队列的实现

/**
 * @Author: slx
 * @Date: 2019/5/10 15:44
 */
public class ShuQueue {
    private Object[] queueArray;
    //队列总大小
    private int maxSize;
    //对头
    private int front;
    //队尾
    private int rear;
    //队列中元素的实际数目
    private int nItems;

    public ShuQueue(int s) {
        this.maxSize = s;
        queueArray = new Object[maxSize];
        front = 0;
        rear = -1;
        nItems = 0;
    }

    //队列中新增数据
    public void insert(int value) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满！");
        }else {
            //如果队列尾部指向顶了，那么循环回来，执行队列的第一个元素
            if (rear == maxSize -1) {
                rear = -1;
            }
            //队尾指针加1，然后在队尾指针插入新的数据
            queueArray[++rear] = value;
            nItems++;
        }
    }

    //移除数据
    public Object remove() {
        Object removeValue = null;
        if (!isEmpty()) {
            removeValue = queueArray[front];
            queueArray[front] = null;
            front++;
            if (front == maxSize) {
                front = 0;
            }
            nItems--;
            return removeValue;
        }
        return removeValue;
    }

    //查看对头元素
    public Object peekFront() {
        return queueArray[front];
    }

    //判断队列是否满了
    public boolean isFull() {
        return (nItems == maxSize);
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return (nItems == 0);
    }

    //返回队列的大小
    public int getSize() {
        return nItems;
    }
}

测试代码：

/**
 * @Author: slx
 * @Date: 2019/5/12 20:32
 */
public class ShuQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        ShuQueue queue = new ShuQueue(5);
        queue.insert(1);
        queue.insert(2);
        queue.insert(3);
        queue.insert(4);
        queue.insert(5);

        System.out.println(queue.peekFront());
        queue.remove();
        System.out.println(queue.peekFront());

        queue.insert(6);
        queue.insert(7);

    }
}

结果

1
2
队列已满！

Process finished with exit code 0

三、优先级队列（基于数组实现）

/**
 * @Author: slx
 * @Date: 2019/5/12 20:42
 */
public class ShuPriorityQueue {
    private int maxSize;
    private int[] priQueueArray;
    private int nItems;

    public ShuPriorityQueue(int s) {
        this.maxSize = s;
        priQueueArray = new int[maxSize];
        nItems = 0;
    }

    //插入数据
    public void insert(int value) {
        int j;
        if (nItems == 0) {
            priQueueArray[nItems++] = value;
        }else {
            j = nItems - 1;
            //选择的排序方法是插入排序，按照从大到小的顺序排列，越小的越在队列尾部
            while (j >= 0 && value > priQueueArray[j]) {
                priQueueArray[j+1] = priQueueArray[j];
                j--;
            }
            priQueueArray[j+1] = value;
            nItems++;
        }
    }

    //移除数据，由于是按照从大到小的顺序排列的，所以我们移除数据我们指针向下移动
    //被移除的地方由于是int类型的，不能设置为null，这里的做法是设置为 -1
    public int remove() {
        int k = nItems - 1;
        int value = priQueueArray[k];
        priQueueArray[k] = -1;//-1表示这个位置的数据被移除了
        nItems--;
        return value;
    }

    //查看优先级最高的元素
    public int peekMin() {
        return priQueueArray[nItems-1];
    }

    //判断是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return (nItems == 0);
    }

    //判断队列是否满了
    public boolean isFull() {
        return (nItems == maxSize);
    }
}