(6)顺序队列(Java)

    顺序队列采用一组地址连续的存储单元依次存放队列从rear端到front端的所有数据元素,程序只需要用front和rear两个整型变量来记录队列front端和rear端的元素索引。顺序队列front总是保存着队列中即将出队列的元素的索引,顺序队列中rear总是保存着下一个即将进入队列的元素的索引。队列元素的个数为rear-front。

    对于顺序队列而言,队列底层将采用数组来保存队列元素,每个队列元素在数组中的位置是固定不变的,变的只是rear和front两个整型变量,当有元素进入队列的时候,rear+1,当有元素从队列移除时,front变量的值+1。

    实现代码如下:

package com.xuan.datastructs;
/**
 * 使用一个固定长度数组来是实现队列,队列在elementData中的位置不会改变,改变的是front、rear两个变量
 */
import java.util.Arrays;

public class SequenceQueue<T> {
	private int DEFAULT_SIZE=10;
	//保存数组长度
	private int capacity;
	//定义一个数组用于保存顺序队列的元素
	private Object[] elementData;
	//保存顺序队列中元素的当前个数
	private int front=0;
	private int rear=0;
	//以默认数组长度创建空顺序队列
	public SequenceQueue() {
		capacity=DEFAULT_SIZE;
		elementData=new Object[capacity];
	}
	//以一个初始化元素创建顺序队列
	public SequenceQueue(T element){
		this();
		elementData[0]=element;
		rear++;
	}
	/**
	 * 以指定长度的数组来创建顺序队列
	 * @param element 指定顺序队列中第一个元素
	 * @param initSize 指定顺序队列底层数组的长度
	 */
	public SequenceQueue(T element,int initSize){
		this.capacity=initSize;
		elementData=new Object[capacity];
		elementData[0]=element;
		rear++;
	}
	//获取队列的长度
	public int length(){
		return rear-front;
	}
	//插入队列
	public void add(T element){
		if(rear>capacity-1){
			throw new IndexOutOfBoundsException("队列已满的异常");
		}
		elementData[rear++]=element;
	}
	
	//移除队列
	public T remove(){
		if(empty()){
			throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
		}
		//保留队列的rear端的元素的值
		T oldValue=(T)elementData[front];
		//释放队列的reat端的元素
		elementData[front++]=null;
		return oldValue;
	}
	
	//判断队列是否为空队列
	public boolean empty(){
		return rear==front;
	}
	
	//返回队列顶元素,但是不删除队列顶元素
	public T element(){
		if(empty()){
			throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
		}
		return(T)elementData[front];
	}
	//清空顺序队列
	public void clear(){
		//将底层数组所有元素赋为null
		Arrays.fill(elementData, null);
		front=0;
		rear=0;
	}

	public  String toString() {
		if(empty()){
			return "[]";
		}else{
			StringBuilder sb=new StringBuilder("[");
			for(int i=front;i<rear;i++){
				sb.append(elementData[i].toString()+", ");
			}
			int len=sb.length();
			return sb.delete(len-2, len).append("]").toString();
		}

	}
	//测试
	public static void main(String[] args) {
		SequenceQueue<String> queue=new SequenceQueue<String>();
		//依次将4个元素加入队列
		queue.add("a");
		queue.add("b");
		queue.add("c");
		queue.add("d");
		System.out.println(queue);
		System.out.println("访问队列的front端元素:"+queue.element());
		System.out.println("移除队列的front端元素:"+queue.remove());
		System.out.println("移除队列的front端元素:"+queue.remove());
		System.out.println("两次调用remove方法后的队列:"+queue);
		
	}
}


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