数据结构（五）用两种方式简单实现队列

数据结构（一）数组实现一个简单的ArrayList
数据结构（二）链表实现LinkedList
数据结构（三）用两种方式简单实现栈
数据结构（四）栈和队列的简单应用
数据结构（五）用两种方式简单实现队列
数据结构（六）BST二分搜索树（上）
数据结构（六）BST二分搜索树（下）
数据结构（七）两种方式实现set
数据结构（八）两种方式实现map
数据结构（九）set解决LeetCode349号问题

概念

队列（queue）：只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。
队列是一种先进先出（First In First Out）的线性表，简称FIFO。
允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头

实现队列的简单的几个方法：

public interface Queue {
    int getSize();
    boolean isEmpty();
    //插入队列
    void enqueue(E e);
    //删除队列队首元素
    E dequeue();
    / /获取队首元素
    E getFront();
}

实现队列

1.array实现队列源码如下：

public class ArrayQueue implements Queue{
    private Array array;

    public ArrayQueue(int capacity){
        array = new Array<>(capacity);
    }

    public ArrayQueue(){
        array = new Array<>();
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return array.getSize();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return array.isEmpty();
    }

    public int getCapacity(){
        return array.getCapacity();
    }


    @Override
    public void enqueue(E e) {
        array.addLast(e);
    }

    @Override
    public E dequeue() {
        return array.removeFirst();
    }

    @Override
    public E getFront() {
        return array.getFirst();
    }
    @Override
    public String toString(){
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append("queue ");
        res.append("front [");
        for (int i = 0; i arrayQueue = new ArrayQueue<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            arrayQueue.enqueue(i);
            System.out.println(arrayQueue);

            if (i % 3 == 2){
                arrayQueue.dequeue();
                System.out.println(arrayQueue);
            }
        }
    }
}

这几个方法很简单没有什么需要解释的，array里直接实现了。下边我们来看看链表实现队列

2.链表实现队列

public class LinkedListQueue implements Queue {

    private class Node {
        private E e;
        private Node next;

        public Node(E e, Node next) {
            this.e = e;
            this.next = next;
        }

        public Node(E e) {
            this(e, null);
        }

        public Node() {
            this(null, null);
        }

        @Override
        public String toString() {
            return e.toString();
        }
    }

    private Node head, tail;
    private int size = 0;

    public LinkedListQueue() {
        head = null;
        tail = null;
        size = 0;
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    @Override
    public void enqueue(E e) {
        if (tail == null) {
            tail = new Node(e);
            head = tail;
        } else {
            tail.next = new Node(e);
            tail = tail.next;
        }

        size++;
    }

    @Override
    public E dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("can not dequeue from a empty queue");
        }
        Node retNode = head;
        head = head.next;
        retNode.next = null;
        if (head == null) {
            tail = null;
        }
        size--;
        return retNode.e;
    }

    @Override
    public E getFront() {
        if (isEmpty()) {
              throw new IllegalArgumentException("can not dequeue from a empty queue");
        }
        return head.e;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append("queue :front ");
        Node cur = head;
        while (cur.next != null) {
            res.append(cur.e);
            cur = cur.next;
        }
        res.append("NULL  tail");
        return res.toString();
    }

这里定义了一个头节点，一个尾节点，

• enqueue插入元素的时候先判断当前链表是否为空，如果为空，这个元素的节点赋值给头尾节点；如果链表不为空，创建一个节点插入到尾结点，把尾结点赋值成刚才创建的节点。
• dequeue 首先判断一下这个链表是否为空，如果是空的则抛一个异常，如果不为空就然后创建一个临时节点把头节点赋值给他，头结点指向下一个节点，临时节点赋值为null；如果删除之前链表里只有一个节点，那么删除之后链表就为空了，头尾节点都为null，所以后边加了一个判断。
• getFront 获取头结点的元素这个方法很简单，只需要判断一下当前链表是否为空。
• toString方法也很简单，只是要在头和尾节点拼接一写我们可以看清楚的提示性文字，剩下的就是遍历一下链表。

到这里两种队列的实现方式已经介绍完了，下边会为大家分析一下他们的时间复杂度。希望大家多多支持。