java数据结构之线性队列的实现

今天介绍一下数据结构中的线性队列以及线性队列中的缺点，和改善线性队列的循环线性队列操作。

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。

（以上部分选自笃志近思的博客，原文地址：点击打开链接）

循环队列的java实现代码

package queue;
/**
* @ClassName: CirQueue
* @Description: 线性队列
* @date 2016年6月3日 下午19:55
* @param 无
*/
public class CirQueue {
//数组的默认初始化长度
private final static int defaultSize=10;
//队未
private int rear;
//队头
private int front;
//队列存储数组
private Object[] arrayData;
public CirQueue(){
this(defaultSize);
}
/**
* 初始化指定长度的队列
* @param size
*/
public CirQueue(int size){
rear=0;
front=0;
arrayData=new Object[size];
}
/**
* 将一个对象追加到队列尾部
* @param value
* @return 队列满时返回false,否则返回true
* @autho  林志强
*/
public boolean enQueue(Object value){
if((rear+1)%arrayData.length==front){
return false;
}else{
arrayData[rear]=value;
rear=(rear+1)%arrayData.length;
return true;
}
}

/**
* 队列头部出队
* @return 返回出列的队头元素
* @author 林志强
*/
public Object deQueue(){
if(rear==front){
return null;
}else{
Object temp=arrayData[front];
arrayData[front]=null;
front=(front+1)%arrayData.length;
return temp;
}
}

/**
* 队列长度
* @return int型的数据
* @author 林志强
*/
public int size(){
return (rear-front+arrayData.length)%arrayData.length;
}

/**
* 判断是否为空
* @return int型的数据
* @author 林志强
*/
public boolean isEmpty(){
return rear==front;
}
/**
* 获取队头元素但是不出队
* @return 返回队头元素
* @author 林志强
*/
public Object getQueue(){
return arrayData[front];
}

/**
* 打印队列中数据
* @author 林志强
*/
public void disPlay(){
int start=front;
int end=rear;
while(start!=end){
System.out.print(arrayData[start]+"\t");
start=(start+1)%arrayData.length;
}
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
CirQueue c=new CirQueue();
System.out.println(c.isEmpty());
for(int i=0;i<5;i++){
c.enQueue(i);
}
c.disPlay();
//		System.out.println(c.getQueue());
System.out.println(c.size());
//		System.out.println(c.isEmpty());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		c.disPlay();

}
}

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