数据结构：队列Queue详解

一、队列的概念和特点

队列:只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表。进行插入操作的一端称为队尾，删除操作的一端称队头。

入队列：进行插入操作的一端称为队尾。

出队列：进行删除操作的一端称为队头。

二、队列的使用

在 Java 中， Queue是个接口，底层是通过链表实现 的。

java中，常见的队列方法有以下几种：

方法	功能
boolean offer(E e)	入队列
E poll()	出队列
peek()	获取队头元素
int size()	获取队列中有效元素个数
boolean isEmpty	检测队列是否为空

注意：Queue是个接口，在实例化时必须实例化LinkedList的对象，因为LinkedList实现了Queue接口。

public static void main(String[] args) {
	Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
	q.offer(1);
	q.offer(2);
	q.offer(3);
	q.offer(4);
	q.offer(5); // 从队尾入队列
	System.out.println(q.size());
	System.out.println(q.peek()); // 获取队头元素
    
	q.poll();
	System.out.println(q.poll()); // 从队头出队列，并将删除的元素返回
	if(q.isEmpty()){
		System.out.println("队列空");
	}else{
		System.out.println(q.size());
	}
}

三、队列的简单实现

这里我们用链表的方式来模拟实现队列。

public class MyQueue {
    static class ListNode {
        public ListNode next;
        public int val;
        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    public ListNode head;
    public ListNode last;
    private int usedSize;
    
    //入队列
    public void offer(int val) {
        ListNode node = new ListNode(val);
        if(head == null) {
            head = node;
        } else {
            last.next = node;
        }
        last = node;
        usedSize ++;
    }
    
 	//出队列
    public int poll() {
        if(head == null) {
            return -1;
        } else if (head.next == null) {
            int temp = head.val;
            head = null;
            last = null;
            usedSize --;
            return temp;
        } else {
            int temp = head.val;
            head = head.next;
            usedSize --;
            return temp;
        }
    }
    
    //获取对头元素
    public int peek() {
        if(head == null) {
            return -1;
        }
        return head.val;
    }

    //获取队列长度
    public int getUsedSizeSize() {
        return usedSize;
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        if(head == null && last ==null) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

四、循环队列

622. 设计循环队列OJ练习题

实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。环形队列通常使用数组实现。

Q.front 指向的是队头，Q.rear指向的是可插入元素的位置。

如何区分空与满

队列满：（Q.rear + 1）% array.length == Q.front

队列空： Q.rear == Q.front