Java

 这篇博客主要讲解的是如何使用单链表实现一个简单版的队列。单向链表队列是属于非循环队列,同时队列的长度是不受限制的,也就是说添加数据的速度比拉取数据的速度快时,队列的长度是无限增长的。单链队列其本质就是一个链表,只不过是在获取或添加数据的时候跟普通的链表有所区别,队列在获取数据的同时也将该节点删除,并且每次获取数据都是从表头获取,普通链表可以获取任意节点的数据;队列在增加数据时总是添加到链表的尾部,而普通的链表则是可以在链表的任意地方插入一个节点。


  一、队列数据结构

  该队列的结构够多个节点构成,每个节点都有一个指向下一个节点的指针,使得所有的节点都能够相连,形成一个链表。具体结构如下如:

  Java实现:

staticclass Node{

        Object item;

        Node next;

        public Node(Object item, Node next) {

            this.item = item;

            this.next = next;

        }

    }

  其实就创建一个静态内部类即可,类中item是用来存储数据的,next是指向下一个node节点,最后一个节点的next为空。


  二、属性

  head:链表表头,拉取或遍历数据都是从这里开始的。

  tail:链表表尾,每次添加数据都添加到tail的后面,变成新的tail

  size:队列长度

  //表头private Node head;

    //表尾private Node tail;

    //队列长度privateintsize;


  三、添加数据

publicvoid offer(Object item){

        Node n =newNode(item,null);

        if(tail ==null){

            head = tail = n;

        }else {

            tail.next = n;

            tail = n;

        }

        size++;

    }

  用代码实现队列的添加操作看起是很简单的,无非就是将新节点添加到表尾,然后把新节点设置成新的表尾。


  四、拉取数据

public Object poll(){

        if(head ==null)returnnull;

        Node h = head;

        //将拉取的节点的下一个节点变成新的表头head = head.next;

        //把旧的表头的下一个节点指向设置为null,让gc回收h.next =null;

        //队列为空if(head ==null)

            tail =null;

        size--;

        return h.item;

    }

  五、查看数据

public Object peek(){

        returnhead ==null?null : head.item;

    }

  查看数据看的是表头的数据,但是跟poll方法的区别是该方法不会删除表头的数据。


  六、清空列表

publicvoid clear(){

        size =0;

        Node h = head;

        while(h !=null){

            Node temp = h.next;

            h.next =null;

            h = temp;

        }

        head = tail =null;

    }

  七、基于数组的队列和链表的队列的区别

  1、前者是有边界的循环队列,后者则是没有边界的非循环队列。

  2、前者在添加数据时无需创建新对象,性能消耗相对较小,后者每次添加数据都需要创建新对象。

  3、后者每个节点都维护了一个链,所以所需内存也相对较大。

  4、如果添加速度大于拉取速度,前者在达到边界后可能会无法添加数据,后者则没有这个问题。


  八、完整代码

/**

* 基于链表实现的队列

*/publicclass LinkQueue {

    //表头private Node head;

    //表尾private Node tail;

    //队列长度privateint size;

    public LinkQueue(){}

    publicvoid offer(Object item){

        Node n =newNode(item,null);

        if(tail ==null){

            head = tail = n;

        }else {

            tail.next = n;

            tail = n;

        }

        size++;

    }

    public Object poll(){

        if(head ==null)returnnull;

        Node h = head;

        //将拉取的节点的下一个节点变成新的表头head = head.next;

        //把旧的表头的下一个节点指向设置为null,让gc回收h.next =null;

        //队列为空if(head ==null)

            tail =null;

        size--;

        return h.item;

    }

    public Object peek(){

        returnhead ==null?null : head.item;

    }

    publicvoid clear(){

        size =0;

        Node h = head;

        while(h !=null){

            Node temp = h.next;

            h.next =null;

            h = temp;

        }

        head = tail =null;

    }

    publicintsize(){return size;}

    staticclass Node{

        Object item;

        Node next;

        public Node(Object item, Node next) {

            this.item = item;

            this.next = next;

        }

    }

    @Override

    public String toString() {

        if(size ==0)return"{}";

        StringBuilder builder =newStringBuilder(size +2);

        Node h = head;

        builder.append("{");

        while(h !=null){

            builder.append(h.item);

            builder.append(", ");

            h = h.next;

        }

        returnbuilder.substring(0,builder.length() -2) +"}";

    }

}

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