数据结构与算法-面向对象之队列（里含学习笔记大礼包以及即将推出的初阶题进阶题java描述）

最近也在逐步复习一些数据结构与算法的知识，发现学习过程中的代码都是很死板的，只是单纯解释了数据结构与算法的原理，代码的重用性、规范性、面向接口编程一点都没有体现出来。为此，我特地写一篇额外的博客，解析下数据结构与算法之面向对象写法。并顺便给大家一个我学习的笔记大礼包。

文章结构(完整Demo在文末链接给出)：面向接口编程之队列例子（顺序队列、链式队列以及循环队列）

队列例子（顺序队列、链式队列以及循环队列）：

先定接口：

//队列的基本行为在此
public interface Queue {
    //入队
    public void append(Object obj);
    //出队
    public Object delete();
    //获得队头元素
    public Object getHead();
    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty();
}

顺序队列：

//结点类
class DATA4 {
    String name;
    int age;
}

class SQType implements Queue{
    static final int QUEUELEN = 15;             // 队列大小
    DATA4[] data = new DATA4[QUEUELEN];             // 队列数组
    int head;                       // 队头
    int tail;                       // 队尾

    //队列初始化
    SQType SQTypeInit() {
        SQType q;

        if ((q = new SQType()) != null) {               // 创建对象，申请内存，申请成功就返回该对象
            q.head = 0;             // 设置队头
            q.tail = 0;             // 设置队尾
            return q;
        } else {
            return null;                // 返回空
        }
    }
    //释放队列
    void SQTypeFree(SQType q){
        if(q!=null){
            q=null;                     //在java的回收机制中，把队列对象至null，回收机制会把他至于弱引用状态，当系统垃圾回收机制运行就会回收他
        }
    }
    // 判断空队列
    @Override
    public boolean isEmpty() {

        return (head == tail);// 如果队头标志跟队尾标志相等就为空
    }

    // 判断满队列
    int SQTypeIsFull(SQType q) {
        int temp = 0;
        if (q.tail == QUEUELEN) {                       // 如果队列中没有多余的控件保存额外数据，就不可进行入队列操作
            temp = 1;
        }
        return temp;
    }

    // 入队列
    @Override
    public void append(Object data4) {
        if (tail == QUEUELEN) {
            System.out.print("队列已满！操作失败！\n");           // 如果队尾标志等于队列分配的大小
        } else {
            data[tail++] = (DATA4) data4;               // 如果队列没满，则插入到队尾中（队尾tail标记最后队列当前最后一个元素）。
        }

    }
    //出队列操作
    public Object delete(){
        if(head==tail){
            System.out.print("\n队列已空！操作失败！\n");         //先判断队头和队尾，如果相等则表示空队列
            System.exit(0);

        }else{                                              //如果不相同，那就把数据在队头那里移出。在返回数据时，把队头那边返回的数据减一位
            return data[head++];
        }
        return null;

    }
    //读取结点数据，然而只可以读取队头的数据
    public Object getHead(){
        if(isEmpty()==true){
            System.out.print("\n空队列!\n");
            return null;
        }else{
            return data[head];
        }

    }
    //计算队列长度
    int SQType(SQType q){
        int temp;
        temp=q.tail-q.head;
        return (temp);
    }
}

链式队列：

class LinkQueue implements Queue{
    Node head;
    Node tail;
    int count;//结点数量记录

    public LinkQueue() {
        init();
    }
    //初始化队列
    public void init() {
        head = tail = null;
        count = 0;
    }

    // 插入队列
    @Override
    public void append(Object obj) {
        Node node = new Node(obj, null);
        // 如果当前队列不为空。
        if (tail != null) {
            tail.next = node;// 队尾结点指向新结点
        }
        tail = node;// 设置队尾结点为新结点
        if (head == null) {
            head = node;
        }
        count++;
    }

    // 删除队头结点：
    @Override
    public Object delete() {
        if (isEmpty() == true) {
            System.out.println("队列为空！！");
            return null;
        }
        Node node = head;
        head = head.next;//把头结点给到下一个结点，先进先出原则
        count--;
        return node;
    }
    //拿到头结点：
    @Override
    public Object getHead() {
        if (isEmpty() == true) {
            System.out.println("队列为空！！");
            return null;
        } else {
            return head.getElement();//直接往头结点拿数据域
        }

    }

    // 判空
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return count == 0;
    }
}
//结点类：
class Node {
    Object element; // 数据域
    Node next; // 指针域

    // 头结点的构造方法
    public Node(Node nextval) {
        this.next = nextval;
    }

    // 非头结点的构造方法
    public Node(Object obj, Node nextval) {
        this.element = obj;
        this.next = nextval;
    }

    // 获得当前结点的后继结点
    public Node getNext() {
        return this.next;
    }

    // 获得当前的数据域的值
    public Object getElement() {
        return this.element;
    }

    // 设置当前结点的指针域
    public void setNext(Node nextval) {
        this.next = nextval;
    }

    // 设置当前结点的数据域
    public void setElement(Object obj) {
        this.element = obj;
    }

    public String toString() {
        return this.element.toString();
    }
}

循环队列：

// tail可能比head大，也可能比head小，所以我们必须处理好这个关系！！那就是巧妙利用取余！
class CircleQueue implements Queue{
    static final int defaultSize = 10; // 默认队列的长度
    int head;
    int tail;
    int count;// 统计元素个数的计数器
    int maxSize; // 队的最大长度
    Object[] queue; // 队列

    public CircleQueue() {
        init(defaultSize);
    }

    public void init(int size) {
        maxSize = size;
        head = tail = 0;
        count = 0;
        queue = new Object[size];
    }

    // 插入队列
    @Override
    public void append(Object obj) {
        //这里打印队列已满，只是为了说明一下而已！！！还是会继续用覆盖去存储！！
        if (count > 0 && head == tail) {
            System.out.println("队列已满！！");
        }

        queue[tail] = obj;
        // 这样做的意思是：如果(tail+1)%maxSize与head所指示的是相同位置，则说明队列已满。
        // 因此，我们不断把指针往后移动一个位置，到最后就转到数组头部。
        tail = (tail + 1) % maxSize;
        count++;

    }

    // 删除队头结点：
    @Override
    public Object delete() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空！！");
        }
        Object obj = queue[head];
        head = (head + 1) % maxSize;// 将head指针往后移动一个位置，如果到了最后了就转到数组头部。
        count--;
        return obj;
    }

    // 拿到队列的头
    @Override
    public Object getHead() {
        if (isEmpty() == true) {
            System.out.println("队列为空！！");
            return null;
        } else {
            return queue[head];
        }

    }

    // 判空
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return count == 0;
        // 还有一个计算长度的方法：(tail-head+maxSize)%maxSize
    }
}

源码下载：学习笔记大礼包以及即将推出的初阶题进阶题

本博客讲的例子的demo也在里面。

好了，数据结构与算法-面向对象之队列（里含学习笔记大礼包以及即将推出的初阶题进阶题）讲完了。本博客又是一个新的系列，不过这个以我以前的笔记为主，囊括数据结构与常见算法，此外，不久后会不断推出初阶题以及进阶题，我会逐渐出给大家，分享经验给大家。欢迎在下面指出错误，共同学习！！你的点赞是对我最好的支持！！

更多内容，可以访问JackFrost的博客