线性结构(三) - 队列的原理与实现

一、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：

1、队列中数据是按照"先进先出（FIFO, First-In-First-Out）"方式进出队列的。

2、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



2. 出队列



3. 入队列



二、队列的实现

JDK包Queue中提供了"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

package com.niepengfei.c_queue;
/**
* Java : 数组实现“队列”，只能存储int数据。
*
* @author Jack
*/
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.println("tmp----------->"+tmp);

// 只将“栈顶”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = astack.front();
System.out.println("tmp----------->"+tmp);

astack.add(40);

System.out.println("isEmpty()----------->"+astack.isEmpty());
System.out.println("size()----------->"+astack.size());
while (!astack.isEmpty()) {
System.out.println("size()----------->"+astack.pop());
}
}
}

运行结果：
tmp----------->10
tmp----------->20
isEmpty()----------->false
size()----------->3
size()----------->20
size()----------->30
size()----------->40

2. Java实现二：Java的 Collection集合 中自带的"队列"(LinkedList)的示例。
package com.niepengfei.c_queue;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

/**
* Java : 集合包自带的队列(Queue)的演示程序。
*
* @author Jack
*/
public class QueueTest {

public static void main(String[] args) {
Integer tmp;
Queue<Integer> que = new LinkedList<Integer>();

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

// 将“队列开头的元素”赋值给tmp，并删除“该元素”
tmp = que.poll();
System.out.println("tmp---------->"+tmp);

// 将“队列开头的元素”赋值给tmp，不删除该元素.
tmp = que.peek();
System.out.println("tmp---------->"+tmp);

que.add(40);

System.out.println("isEmpty()---------->"+que.isEmpty());
System.out.println("size()---------->"+que.size());
while (!que.isEmpty()) {
tmp = que.poll();
System.out.println("tmp---------->"+tmp);
}
}
}

运行结果：
tmp---------->10
tmp---------->20
isEmpty()---------->false
size()---------->3
tmp---------->20
tmp---------->30
tmp---------->40