队列的图文解析 和 对应3种语言的实现(C/C++/Java)

 

概要

本章和介绍"栈"时的流程一样，先对队列进行介绍，然后分别给出队列的C、C++和Java三种语言的实现。内容包括：
1. 队列的介绍
2. 队列的C实现
3. 队列的C++实现
4. 队列的Java实现

转载请注明出处：https://www.geek-share.com/detail/2606797164.html

更多内容: 数据结构与算法系列 目录

 

队列的介绍

队列（Queue），是一种线性存储结构。它有以下几个特点：
(01) 队列中数据是按照"先进先出（FIFO, First-In-First-Out）"方式进出队列的。
(02) 队列只允许在"队首"进行删除操作，而在"队尾"进行插入操作。
队列通常包括的两种操作：入队列 和 出队列。

 

1. 队列的示意图

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

/**
* C 语言: 数组实现的队列，只能存储int数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/

// 保存数据的数组
static int *arr=NULL;
// 队列的实际大小
static int count;

// 创建“队列”
int create_array_queue(int sz)
{
arr = (int *)malloc(sz*sizeof(int));
if (!arr)
{
printf("arr malloc error!");
return -1;
}
count = 0;

return 0;
}

// 销毁“队列”
int destroy_array_queue()
{
if (arr)
{
free(arr);
arr = NULL;
}

return 0;
}

// 将val添加到队列的末尾
void add(int val)
{
arr[count++] = val;
}

// 返回“队列开头元素”
int front()
{
return arr[0];
}

// 返回并删除“队列开头元素”
int pop()
{
int i = 0;;
int ret = arr[0];

count--;
while (i++<count)
arr[i-1] = arr[i];

return ret;
}

// 返回“队列”的大小
int size()
{
return count;
}

// 返回“队列”是否为空
int is_empty()
{
return count==0;
}

void main()
{
int tmp=0;

// 创建“队列”
create_array_queue(12);

// 将10, 20, 30 依次推入队列中
add(10);
add(20);
add(30);

// 将“队列开头的元素”赋值给tmp，并删除“该元素”
tmp = pop();
printf("tmp=%d\n", tmp);

// 只将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = front();
printf("tmp=%d\n", tmp);

add(40);

// 打印队列
printf("is_empty()=%d\n", is_empty());
printf("size()=%d\n", size());
while (!is_empty())
{
printf("%d\n", pop());
}

// 销毁队列
destroy_array_queue();
}

View Code 运行结果：

tmp=10
tmp=20
is_empty()=0
size()=3
20
30
40

结果说明：该示例中的队列，是通过"数组"来实现的！
由于代码中已经给出了详细了注释，这里就不再对函数进行说明了。仅对主函数main的逻辑进行简单介绍。
(01) 在主函数main中，先将 "10, 20, 30"依次入队列。此时，队列的数据是： 10 --> 20 --> 30
(02) 接着通过pop()返回队首元素；pop()操作并不会改变队列中的数据。此时，队列的数据依然是： 10 --> 20 --> 30
(03) 接着通过front()返回并删除队首元素。front()操作之后，队列的数据是： 10 --> 30
(04) 接着通过add(40)将40入队列。add(40)操作之后，队列中的数据是： 10 --> 20 --> 40

 

2. C语言实现二：单向链表实现的队列，并且只能存储int数据

实现代码(slink_queue.c)

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

/**
* C 语言: 单链表实现“队列”，只能存储int数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/

// 单链表节点
struct node {
int val;
struct node* next;
};

// 表头
static struct node *phead=NULL;

// 创建节点，val为节点值
static struct node* create_node(val)
{
struct node *pnode=NULL;
pnode = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
if (!pnode)
return NULL;
pnode->val = val;
pnode->next = NULL;

return pnode;
}

// 销毁单向链表
static int destroy_single_link()
{
struct node *pnode=NULL;

while (phead != NULL)
{
pnode = phead;
phead = phead->next;
free(pnode);
}
return 0;
}

// 将val添加到队列的末尾
static void add(int val)
{
if (!phead)
{
phead = create_node(val);
return ;
}

struct node *pnode = create_node(val);
struct node *pend = phead;
while (pend->next)
pend = pend->next;

pend->next = pnode;
}

// 返回“队列开头元素”
int front()
{
return phead->val;
}

// 返回并删除“队列开头元素”
static int pop()
{
int ret = phead->val;
struct node *pnode = phead;

phead = phead->next;
free(pnode);

return ret;
}

// 返回链表中节点的个数
static int size()
{
int count=0;
struct node *pend = phead;

while (pend)
{
pend = pend->next;
count++;
}

return count;
}

// 链表是否为空
static int is_empty()
{
return size()==0;
}

void main()
{
int tmp=0;

// 将10, 20, 30 依次加入到队列中
add(10);
add(20);
add(30);

// 将“队列开头元素”赋值给tmp，并删除“该元素”
tmp = pop();
printf("tmp=%d\n", tmp);

// 只将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = front();
printf("tmp=%d\n", tmp);

add(40);

printf("is_empty()=%d\n", is_empty());
printf("size()=%d\n", size());
while (!is_empty())
{
printf("%d\n", pop());
}

// 销毁队列
destroy_single_link();
}

View Code

代码说明："运行结果" 以及 "主函数main的逻辑"都和"C语言实现一"的一样。不同的是，该示例中的队列是通过单向链表实现的。

 

3. C语言实现三：双向链表实现的队列，并且只能存储int数据

实现代码
双向链表的头文件(double_link.h)

#ifndef _DOUBLE_LINK_H
#define _DOUBLE_LINK_H

// 新建“双向链表”。成功，返回表头；否则，返回NULL
extern int create_dlink();
// 撤销“双向链表”。成功，返回0；否则，返回-1
extern int destroy_dlink();

// “双向链表是否为空”。为空的话返回1；否则，返回0。
extern int dlink_is_empty();
// 返回“双向链表的大小”
extern int dlink_size();

// 获取“双向链表中第index位置的元素的值”。成功，返回节点值；否则，返回-1。
extern int dlink_get(int index);
// 获取“双向链表中第1个元素的值”。成功，返回节点值；否则，返回-1。
extern int dlink_get_first();
// 获取“双向链表中最后1个元素的值”。成功，返回节点值；否则，返回-1。
extern int dlink_get_last();

// 将“value”插入到index位置。成功，返回0；否则，返回-1。
extern int dlink_insert(int index, int value);
// 将“value”插入到表头位置。成功，返回0；否则，返回-1。
extern int dlink_insert_first(int value);
// 将“value”插入到末尾位置。成功，返回0；否则，返回-1。
extern int dlink_append_last(int value);

// 删除“双向链表中index位置的节点”。成功，返回0；否则，返回-1
extern int dlink_delete(int index);
// 删除第一个节点。成功，返回0；否则，返回-1
extern int dlink_delete_first();
// 删除组后一个节点。成功，返回0；否则，返回-1
extern int dlink_delete_last();

// 打印“双向链表”
extern void print_dlink();

#endif

View Code

双向链表的实现文件(double_link.c)

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

/**
* C 语言: 双向链表，只能存储int数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/

// 双向链表节点
typedef struct tag_node
{
struct tag_node *prev;
struct tag_node *next;
int value;
}node;

// 表头。注意，表头不存放元素值！！！
static node *phead=NULL;
// 节点个数。
static int  count=0;

// 新建“节点”。成功，返回节点指针；否则，返回NULL。
static node* create_node(int value)
{
node *pnode=NULL;
pnode = (node *)malloc(sizeof(node));
if (!pnode)
{
printf("create node error!\n");
return NULL;
}
// 默认的，pnode的前一节点和后一节点都指向它自身
pnode->prev = pnode->next = pnode;
// 节点的值为value
pnode->value = value;

return pnode;
}

// 新建“双向链表”。成功，返回0；否则，返回-1。
int create_dlink()
{
// 创建表头
phead = create_node(-1);
if (!phead)
return -1;

// 设置“节点个数”为0
count = 0;

return 0;
}

// “双向链表是否为空”
int dlink_is_empty()
{
return count == 0;
}

// 返回“双向链表的大小”
int dlink_size() {
return count;
}

// 获取“双向链表中第index位置的节点”
static node* get_node(int index)
{
if (index<0 || index>=count)
{
printf("%s failed! the index in out of bound!\n", __func__);
return NULL;
}

// 正向查找
if (index <= (count/2))
{
int i=0;
node *pnode=phead->next;
while ((i++) < index)
pnode = pnode->next;

return pnode;
}

// 反向查找
int j=0;
int rindex = count - index - 1;
node *rnode=phead->prev;
while ((j++) < rindex)
rnode = rnode->prev;

return rnode;
}

// 获取“第一个节点”
static node* get_first_node()
{
return get_node(0);
}

// 获取“最后一个节点”
static node* get_last_node()
{
return get_node(count-1);
}

// 获取“双向链表中第index位置的元素的值”。成功，返回节点值；否则，返回-1。
int dlink_get(int index)
{
node *pindex=get_node(index);
if (!pindex)
{
printf("%s failed!\n", __func__);
return -1;
}

return pindex->value;

}

// 获取“双向链表中第1个元素的值”
int dlink_get_first()
{
return dlink_get(0);
}

// 获取“双向链表中最后1个元素的值”
int dlink_get_last()
{
return dlink_get(count-1);
}

// 将“value”插入到index位置。成功，返回0；否则，返回-1。
int dlink_insert(int index, int value)
{
// 插入表头
if (index==0)
return dlink_insert_first(value);

// 获取要插入的位置对应的节点
node *pindex=get_node(index);
if (!pindex)
return -1;

// 创建“节点”
node *pnode=create_node(value);
if (!pnode)
return -1;

pnode->prev = pindex->prev;
pnode->next = pindex;
pindex->prev->next = pnode;
pindex->prev = pnode;
// 节点个数+1
count++;

return 0;
}

// 将“value”插入到表头位置
int dlink_insert_first(int value)
{
node *pnode=create_node(value);
if (!pnode)
return -1;

pnode->prev = phead;
pnode->next = phead->next;
phead->next->prev = pnode;
phead->next = pnode;
count++;
return 0;
}

// 将“value”插入到末尾位置
int dlink_append_last(int value)
{
node *pnode=create_node(value);
if (!pnode)
return -1;

pnode->next = phead;
pnode->prev = phead->prev;
phead->prev->next = pnode;
phead->prev = pnode;
count++;
return 0;
}

// 删除“双向链表中index位置的节点”。成功，返回0；否则，返回-1。
int dlink_delete(int index)
{
node *pindex=get_node(index);
if (!pindex)
{
printf("%s failed! the index in out of bound!\n", __func__);
return -1;
}

pindex->next->prev = pindex->prev;
pindex->prev->next = pindex->next;
free(pindex);
count--;

return 0;
}

// 删除第一个节点
int dlink_delete_first()
{
return dlink_delete(0);
}

// 删除组后一个节点
int dlink_delete_last()
{
return dlink_delete(count-1);
}

// 撤销“双向链表”。成功，返回0；否则，返回-1。
int destroy_dlink()
{
if (!phead)
{
printf("%s failed! dlink is null!\n", __func__);
return -1;
}

node *pnode=phead->next;
node *ptmp=NULL;
while(pnode != phead)
{
ptmp = pnode;
pnode = pnode->next;
free(ptmp);
}

free(phead);
phead = NULL;
count = 0;

return 0;
}

// 打印“双向链表”
void print_dlink()
{
if (count==0 || (!phead))
{
printf("%s dlink is empty!\n", __func__);
return ;
}

printf("%s dlink size()=%d\n", __func__, count);
node *pnode=phead->next;
while(pnode != phead)
{
printf("%d\n", pnode->value);
pnode = pnode->next;
}
}

View Code

双向链表的测试程序(dlink_queue.c)

#include <stdio.h>
#include "double_link.h"

/**
* C 语言: 双向链表实现“队列”，只能存储int数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/

// 创建队列
int create_dlink_queue()
{
return create_dlink();
}

// 销毁队列
int destroy_dlink_queue()
{
return destroy_dlink();
}

// 将val添加到队列的末尾
int add(int val)
{
return dlink_append_last(val);
}

// 返回“队列开头元素”
int front()
{
return dlink_get_first();
}

// 返回并删除“队列开头元素”
int pop()
{
int ret = dlink_get_first();
dlink_delete_first();
return ret;
}

// 返回“队列”的大小
int size()
{
return dlink_size();
}

// 返回“队列”是否为空
int is_empty()
{
return dlink_is_empty();
}

void main()
{
int tmp=0;

// 创建“队列”
create_dlink_queue();

// 将10, 20, 30 依次队列中
add(10);
add(20);
add(30);

// 将“队列开头的元素”赋值给tmp，并删除“该元素”
tmp = pop();
printf("tmp=%d\n", tmp);

// 只将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = front();
printf("tmp=%d\n", tmp);

add(40);

printf("is_empty()=%d\n", is_empty());
printf("size()=%d\n", size());
while (!is_empty())
{
printf("%d\n", pop());
}

// 销毁队列
destroy_dlink_queue();
}

View Code

代码说明："运行结果" 以及 "主函数main的逻辑"都和前两个示例的一样。不同的是，该示例中的队列是通过双向链表实现的。

 

4. C语言实现四：双向链表实现的队列，能存储任意类型的数据

实现代码
双向链表的头文件(double_link.h)

#ifndef _DOUBLE_LINK_H
#define _DOUBLE_LINK_H

// 新建“双向链表”。成功，返回表头；否则，返回NULL
extern int create_dlink();
// 撤销“双向链表”。成功，返回0；否则，返回-1
extern int destroy_dlink();

// “双向链表是否为空”。为空的话返回1；否则，返回0。
extern int dlink_is_empty();
// 返回“双向链表的大小”
extern int dlink_size();

// 获取“双向链表中第index位置的元素”。成功，返回节点指针；否则，返回NULL。
extern void* dlink_get(int index);
// 获取“双向链表中第1个元素”。成功，返回节点指针；否则，返回NULL。
extern void* dlink_get_first();
// 获取“双向链表中最后1个元素”。成功，返回节点指针；否则，返回NULL。
extern void* dlink_get_last();

// 将“value”插入到index位置。成功，返回0；否则，返回-1。
extern int dlink_insert(int index, void *pval);
// 将“value”插入到表头位置。成功，返回0；否则，返回-1。
extern int dlink_insert_first(void *pval);
// 将“value”插入到末尾位置。成功，返回0；否则，返回-1。
extern int dlink_append_last(void *pval);

// 删除“双向链表中index位置的节点”。成功，返回0；否则，返回-1
extern int dlink_delete(int index);
// 删除第一个节点。成功，返回0；否则，返回-1
extern int dlink_delete_first();
// 删除组后一个节点。成功，返回0；否则，返回-1
extern int dlink_delete_last();

#endif

View Code

双向链表的实现文件(double_link.c)

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

/**
* C 语言: 双向链表，能存储任意数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/

// 双向链表节点
typedef struct tag_node
{
struct tag_node *prev;
struct tag_node *next;
void* p;
}node;

// 表头。注意，表头不存放元素值！！！
static node *phead=NULL;
// 节点个数。
static int  count=0;

// 新建“节点”。成功，返回节点指针；否则，返回NULL。
static node* create_node(void *pval)
{
node *pnode=NULL;
pnode = (node *)malloc(sizeof(node));
if (!pnode)
{
printf("create node error!\n");
return NULL;
}
// 默认的，pnode的前一节点和后一节点都指向它自身
pnode->prev = pnode->next = pnode;
// 节点的值为pval
pnode->p = pval;

return pnode;
}

// 新建“双向链表”。成功，返回0；否则，返回-1。
int create_dlink()
{
// 创建表头
phead = create_node(NULL);
if (!phead)
return -1;

// 设置“节点个数”为0
count = 0;

return 0;
}

// “双向链表是否为空”
int dlink_is_empty()
{
return count == 0;
}

// 返回“双向链表的大小”
int dlink_size() {
return count;
}

// 获取“双向链表中第index位置的节点”
static node* get_node(int index)
{
if (index<0 || index>=count)
{
printf("%s failed! index out of bound!\n", __func__);
return NULL;
}

// 正向查找
if (index <= (count/2))
{
int i=0;
node *pnode=phead->next;
while ((i++) < index)
pnode = pnode->next;

return pnode;
}

// 反向查找
int j=0;
int rindex = count - index - 1;
node *rnode=phead->prev;
while ((j++) < rindex)
rnode = rnode->prev;

return rnode;
}

// 获取“第一个节点”
static node* get_first_node()
{
return get_node(0);
}

// 获取“最后一个节点”
static node* get_last_node()
{
return get_node(count-1);
}

// 获取“双向链表中第index位置的元素”。成功，返回节点值；否则，返回-1。
void* dlink_get(int index)
{
node *pindex=get_node(index);
if (!pindex)
{
printf("%s failed!\n", __func__);
return NULL;
}

return pindex->p;

}

// 获取“双向链表中第1个元素的值”
void* dlink_get_first()
{
return dlink_get(0);
}

// 获取“双向链表中最后1个元素的值”
void* dlink_get_last()
{
return dlink_get(count-1);
}

// 将“pval”插入到index位置。成功，返回0；否则，返回-1。
int dlink_insert(int index, void* pval)
{
// 插入表头
if (index==0)
return dlink_insert_first(pval);

// 获取要插入的位置对应的节点
node *pindex=get_node(index);
if (!pindex)
return -1;

// 创建“节点”
node *pnode=create_node(pval);
if (!pnode)
return -1;

pnode->prev = pindex->prev;
pnode->next = pindex;
pindex->prev->next = pnode;
pindex->prev = pnode;
// 节点个数+1
count++;

return 0;
}

// 将“pval”插入到表头位置
int dlink_insert_first(void *pval)
{
node *pnode=create_node(pval);
if (!pnode)
return -1;

pnode->prev = phead;
pnode->next = phead->next;
phead->next->prev = pnode;
phead->next = pnode;
count++;
return 0;
}

// 将“pval”插入到末尾位置
int dlink_append_last(void *pval)
{
node *pnode=create_node(pval);
if (!pnode)
return -1;

pnode->next = phead;
pnode->prev = phead->prev;
phead->prev->next = pnode;
phead->prev = pnode;
count++;
return 0;
}

// 删除“双向链表中index位置的节点”。成功，返回0；否则，返回-1。
int dlink_delete(int index)
{
node *pindex=get_node(index);
if (!pindex)
{
printf("%s failed! the index in out of bound!\n", __func__);
return -1;
}

pindex->next->prev = pindex->prev;
pindex->prev->next = pindex->next;
free(pindex);
count--;

return 0;
}

// 删除第一个节点
int dlink_delete_first()
{
return dlink_delete(0);
}

// 删除组后一个节点
int dlink_delete_last()
{
return dlink_delete(count-1);
}

// 撤销“双向链表”。成功，返回0；否则，返回-1。
int destroy_dlink()
{
if (!phead)
{
printf("%s failed! dlink is null!\n", __func__);
return -1;
}

node *pnode=phead->next;
node *ptmp=NULL;
while(pnode != phead)
{
ptmp = pnode;
pnode = pnode->next;
free(ptmp);
}

free(phead);
phead = NULL;
count = 0;

return 0;
}

View Code

双向链表的测试程序(dlink_queue.c)

#include <stdio.h>
#include "double_link.h"

/**
* C 语言: 双向链表实现“队列”，能存储任意数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/

// 创建队列
int create_dlink_queue()
{
return create_dlink();
}

// 销毁队列
int destroy_dlink_queue()
{
return destroy_dlink();
}

// 将p添加到队列的末尾
int add(void *p)
{
return dlink_append_last(p);
}

// 返回“队列开头元素”
void* front()
{
return dlink_get_first();
}

// 返回“队列开头的元素”，并删除“该元素”
void* pop()
{
void *p = dlink_get_first();
dlink_delete_first();
return p;
}

// 返回“队列”的大小
int size()
{
return dlink_size();
}

// 返回“队列”是否为空
int is_empty()
{
return dlink_is_empty();
}

typedef struct tag_stu
{
int id;
char name[20];
}stu;

static stu arr_stu[] =
{
{10, "sky"},
{20, "jody"},
{30, "vic"},
{40, "dan"},
};
#define ARR_STU_SIZE ( (sizeof(arr_stu)) / (sizeof(arr_stu[0])) )

static void print_stu(stu *p)
{
if (!p)
return ;

printf("id=%d, name=%s\n", p->id, p->name);
}

void main()
{
stu *pval=NULL;

// 创建“队列”
create_dlink_queue();

// 将10, 20, 30 依次推入队列中
int i=0;
for (i=0; i<ARR_STU_SIZE-1; i++)
{
add(&arr_stu[i]);
}

// 将“队列开头的元素”赋值给tmp，并删除“该元素”
pval = (stu*)pop();
print_stu(pval) ;

// 只将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
pval = front();
print_stu(pval) ;

add(&arr_stu[ARR_STU_SIZE-1]);

printf("is_empty()=%d\n", is_empty());
printf("size()=%d\n", size());
// 打印队列中的所有元素
while (!is_empty())
{
pval = pop();
print_stu(pval) ;
}

// 销毁队列
destroy_dlink_queue();
}

View Code

运行结果：

id=10, name=sky
id=20, name=jody
is_empty()=0
size()=3
id=20, name=jody
id=30, name=vic
id=40, name=dan

结果说明：该示例中的队列是通过双向链表实现的，并且能存储任意类型的数据。

 

队列的C++实现

C++的STL中本身就包含了list类，基本上该list类就能满足我们的需求，所以很少需要我们自己来实现。本部分介绍2种C++实现。
1. C++实现一：数组实现的队列，能存储任意类型的数据。
2. C++实现二：C++的 STL 中自带的"队列"(list)的示例。

 

1. C++实现一：数组实现的队列，能存储任意类型的数据

实现代码
队列的实现文件(ArrayQueue.h)

#ifndef ARRAY_QUEUE_HXX
#define ARRAY_QUEUE_HXX

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T> class ArrayQueue{
public:
ArrayQueue();
~ArrayQueue();

void add(T t);
T front();
T pop();
int size();
int is_empty();

private:
T *arr;
int count;
};

// 创建“队列”，默认大小是12
template<class T>
ArrayQueue<T>::ArrayQueue()
{
arr = new T[12];
if (!arr)
{
cout<<"arr malloc error!"<<endl;
}
}

// 销毁“队列”
template<class T>
ArrayQueue<T>::~ArrayQueue()
{
if (arr)
{
delete[] arr;
arr = NULL;
}
}

// 将val添加到队列的末尾
template<class T>
void ArrayQueue<T>::add(T t)
{
arr[count++] = t;
}

// 返回“队列开头元素”
template<class T>
T ArrayQueue<T>::front()
{
return arr[0];
}

// 返回并删除“队列末尾的元素”
template<class T>
T ArrayQueue<T>::pop()
{
int i = 0;;
T ret = arr[0];

count--;
while (i++<count)
arr[i-1] = arr[i];

return ret;
}

// 返回“队列”的大小
template<class T>
int ArrayQueue<T>::size()
{
return count;
}

// 返回“队列”是否为空
template<class T>
int ArrayQueue<T>::is_empty()
{
return count==0;
}

#endif

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队列的测试程序(Main.cpp)

#include <iostream>
#include "ArrayQueue.h"
using namespace std;

/**
* C++ : 数组实现“队列”，能存储任意数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/
int main()
{
int tmp=0;
ArrayQueue<int> *astack = new ArrayQueue<int>();

// 将10, 20, 30 依次推入队列中
astack->add(10);
astack->add(20);
astack->add(30);

// 将“队列开头元素”赋值给tmp，并删除“该元素”
tmp = astack->pop();
cout<<"tmp="<<tmp<<endl;

// 只将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = astack->front();
cout<<"tmp="<<tmp<<endl;

astack->add(40);

cout<<"is_empty()="<<astack->is_empty()<<endl;
cout<<"size()="<<astack->size()<<endl;
while (!astack->is_empty())
{
tmp = astack->pop();
cout<<tmp<<endl;
}

return 0;
}

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运行结果：

tmp=10
tmp=20
is_empty()=0
size()=3
20
30
40

结果说明：关于"队列的声明和实现都在头文件中"的原因，是因为队列的实现利用了C++模板，而"C++编译器不能支持对模板的分离式编译"。

 

2. C++实现二：C++的 STL 中自带的"队列"(list)的示例

实现代码(StlQueue.cpp)

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

/**
* C++ : STL中的队列(queue)的演示程序。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/
int main ()
{
int tmp=0;
queue<int> iqueue;

// 将10, 20, 30 依次加入队列的末尾
iqueue.push(10);
iqueue.push(20);
iqueue.push(30);

// 删除队列开头的元素
iqueue.pop();

// 将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = iqueue.front();
cout<<"tmp="<<tmp<<endl;

// 将40加入到队列的末尾
iqueue.push(40);

cout << "empty()=" << iqueue.empty() <<endl;
cout << "size()=" << iqueue.size() <<endl;
while (!iqueue.empty())
{
tmp = iqueue.front();
cout<<tmp<<endl;
iqueue.pop();
}

return 0;
}

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运行结果：

tmp=20
empty()=0
size()=3
20
30
40

 

队列的Java实现

和C++一样，JDK包Queue中的也提供了"队列"的实现。JDK中的Queue接口就是"队列"，它的实现类也都是队列，用的最多的是LinkedList。本部分介绍给出2种Java实现
1. Java实现一：数组实现的队列，能存储任意类型的数据。
2. Java实现二：Java的 Collection集合 中自带的"队列"(LinkedList)的示例。

 

1. Java实现一：数组实现的队列，能存储任意类型的数据

实现代码(ArrayQueue.java)

/**
* Java : 数组实现“队列”，只能存储int数据。
*
* @author skywang
* @date 2013/11/07
*/
public class ArrayQueue {

private int[] mArray;
private int mCount;

public ArrayQueue(int sz) {
mArray = new int[sz];
mCount = 0;
}

// 将val添加到队列的末尾
public void add(int val) {
mArray[mCount++] = val;
}

// 返回“队列开头元素”
public int front() {
return mArray[0];
}

// 返回“栈顶元素值”，并删除“栈顶元素”
public int pop() {
int ret = mArray[0];
mCount--;
for (int i=1; i<=mCount; i++)
mArray[i-1] = mArray[i];
return ret;
}

// 返回“栈”的大小
public int size() {
return mCount;
}

// 返回“栈”是否为空
public boolean isEmpty() {
return size()==0;
}

public static void main(String[] args) {
int tmp=0;
ArrayQueue astack = new ArrayQueue(12);

// 将10, 20, 30 依次推入栈中
astack.add(10);
astack.add(20);
astack.add(30);

// 将“栈顶元素”赋值给tmp，并删除“栈顶元素”
tmp = astack.pop();
System.out.printf("tmp=%d\n", tmp);

// 只将“栈顶”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = astack.front();
System.out.printf("tmp=%d\n", tmp);

astack.add(40);

System.out.printf("isEmpty()=%b\n", astack.isEmpty());
System.out.printf("size()=%d\n", astack.size());
while (!astack.isEmpty()) {
System.out.printf("size()=%d\n", astack.pop());
}
}
}

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运行结果：

tmp=10
tmp=20
isEmpty()=false
size()=3
size()=20
size()=30
size()=40

结果说明：ArrayQueue是通过数组实现的队列，而且ArrayQueue中使用到了泛型，因此它支持任意类型的数据。

 

2. Java实现二：Java的 Collection集合 中自带的"队列"(LinkedList)的示例

实现代码(QueueTest.java)

import java.util.Stack;

/**
* 用“栈”实现队列
*
* @author skywang
*/
public class StackList<T> {

// 向队列添加数据时：(01) 将“已有的全部数据”都移到mIn中。 (02) 将“新添加的数据”添加到mIn中。
private Stack<T> mIn  = null;
// 从队列获取元素时：(01) 将“已有的全部数据”都移到mOut中。(02) 返回并删除mOut栈顶元素。
private Stack<T> mOut = null;
// 统计计数
private int mCount = 0;

public StackList() {
mIn = new Stack<T>();
mOut = new Stack<T>();
mCount = 0;
}

private void add(T t) {
// 将“已有的全部数据”都移到mIn中
while (!mOut.empty())
mIn.push(mOut.pop());

// 将“新添加的数据”添加到mIn中
mIn.push(t);
// 统计数+1
mCount++;
}

private T get() {
// 将“已有的全部数据”都移到mOut中
while (!mIn.empty())
mOut.push(mIn.pop());
// 统计数-1
mCount--;

// 返回并删除mOut栈顶元素
return mOut.pop();
}

private int size() {
return mCount;
}
private boolean isEmpty() {
return mCount==0;
}

public static void main(String[] args) {
StackList slist = new StackList();

// 将10, 20, 30 依次推入栈中
slist.add(10);
slist.add(20);
slist.add(30);

System.out.printf("isEmpty()=%b\n", slist.isEmpty());
System.out.printf("size()=%d\n", slist.size());
while(!slist.isEmpty()) {
System.out.printf("%d\n", slist.get());
}
}
}

View Code

运行结果：

tmp=10
tmp=20
isEmpty()=false
size()=3
tmp=20
tmp=30
tmp=40