Java代码实现列队基本操作

2024-05-09 06:32

本文主要是介绍Java代码实现列队基本操作,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Java实现列队基本操作

队列的定义:

队列(Queue)是只允许在一端进行插入,而在另一端进行删除的运算受限的线性表。

(1)允许删除的一端称为队头(Front)。

(2)允许插入的一端称为队尾(Rear)。
(3)当队列中没有元素时称为空队列。
(4)队列亦称作先进先出(First In First Out)的线性表,简称为FIFO表。
   队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾,每次离开的成员总是队列头上的(不允许中途离队)。

队列的存储结构及实现

队列的顺序存储结构

(1) 顺序队列的定义:

 队列的顺序存储结构称为顺序队列,顺序队列实际上是运算受限的顺序表。

(2)顺序队列的表示:

和顺序表一样,顺序队列利用内存中一段连续的存储空间来存放当前队列中的元素。
由于队列的队头和队尾的位置是变化的,设置两个指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素,它们的初值在队列初始化时均应置为0。

 

(3)顺序队列的基本操作


入队时:将新元素插入rear所指的位置的后一位。
出队时:删去front所指的元素,然后将front加1并返回被删元素。

(4)顺序表的溢出现象

 ①“下溢”现象
 当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。

② "真上溢"现象
当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。

③ "假上溢"现象
由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于内存中本分配的空间时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。如下图

 循环队列:

 如上图所示,这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列(circular queue)。

循环队列中需要注意的几个重要问题:

①队空的判定条件,队空的条件是front=rear;

②队满的判定条件,(rear+1)%QueueSize=front。QueueSize为队列初始空间大小。


下面分别实现顺序列队和循环列队

顺序列队:

package ch03;
/*** 队列类* @author 小明**/
public class MyQueue {//狄灿使用数组private long[] arr;//有效数据大小private int elements;//队头private int front;//队尾private int end;/*** 默认构造方法*/public MyQueue(){arr = new long[10];elements =0;front =0;end =-1;}/*** 带参数的构造方法*/public MyQueue(int maxsize){arr = new long[maxsize];elements =0;front =0;end =-1;}/*** 添加数据,队尾添加*/public void insert(long value){arr[++end] =value;elements++;}/*** 删除数据,队头删除*/public long remove(){elements--;return arr[front++];}/*** 查看数据*/public long peek(){return arr[front];}/*** 判断是否为空*/public boolean isEmpty(){return elements ==0;}public boolean isFull(){return elements ==arr.length;}
}

package ch03;public class TestMyQueue {
public static void main(String[] args) {MyQueue myQueue = new MyQueue();myQueue.insert(10);myQueue.insert(20);myQueue.insert(30);myQueue.insert(40);myQueue.insert(50);System.out.println(myQueue.peek());myQueue.remove();System.out.println(myQueue.peek());while (!myQueue.isEmpty()) {System.err.print(myQueue.remove() + " ");}System.out.println("***********************");myQueue.insert(23);myQueue.insert(24);myQueue.insert(25);myQueue.insert(26);myQueue.insert(27);myQueue.insert(28);System.out.println(myQueue.peek());
}
}

循环列队:

package ch03;
/** 列队类*/
public class MyCycleQueue {//底层使用数组private long[] arr;//有效数据的大小private int elements;//队头private int front;//队尾private int end;/*** 默认构造方法*/public MyCycleQueue() {arr = new long[10];elements = 0;front = 0;end = -1;}/*** 带参数的构造方法,参数为数组的大小*/public MyCycleQueue(int maxsize) {arr = new long[maxsize];elements = 0;front = 0;end = -1;}/*** 添加数据,从队尾插入*/public void insert(long value) {if(end == arr.length - 1) {end = -1;}arr[++end] = value;elements++;}/*** 删除数据,从队头删除*/public long remove() {long value = arr[front++];if(front == arr.length) {front = 0;}elements--;return value;}/*** 查看数据,从队头查看*/public long peek() {return arr[front];}/*** 判断是否为空*/public boolean isEmpty() {return elements == 0;}/*** 判断是否满了*/public boolean isFull() {return elements == arr.length;}
}

package ch03;public class TestMyCycleQueue {
public static void main(String[] args) {MyCycleQueue mq = new MyCycleQueue(4);mq.insert(23);mq.insert(45);mq.insert(13);mq.insert(1);System.out.println(mq.isFull());System.out.println(mq.isEmpty());System.out.println(mq.peek());System.out.println(mq.peek());while (!mq.isEmpty()) {System.err.print(mq.remove() + " ");}System.out.println("***********************");mq.insert(23);mq.insert(45);mq.insert(13);mq.insert(1);while (!mq.isEmpty()) {System.out.print(mq.remove() + " ");}
}
}



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