線性結構(三) - 隊列的原理與實現

一、隊列的介紹

隊列（Queue），是一種線性存儲結構。它有以下幾個特點：

1、隊列中數據是按照"先進先出（FIFO, First-In-First-Out）"方式進出隊列的。

2、隊列只允許在"隊首"進行刪除操作，而在"隊尾"進行插入操作。

隊列通常包括的兩種操作：入隊列 和 出隊列。

1. 隊列的示意圖

2. 出隊列

3. 入隊列

二、隊列的實現

JDK包Queue中提供了"隊列"的實現。JDK中的Queue接口就是"隊列"，它的實現類也都是隊列，用的最多的是LinkedList。本部分介紹給出2種Java實現

1. Java實現一：數組實現的隊列，能存儲任意類型的數據。

2. Java實現二：Java的 Collection集合 中自帶的"隊列"(LinkedList)的示例。

1. Java實現一：數組實現的隊列，能存儲任意類型的數據

package com.niepengfei.c_queue;
/**  
 * Java : 數組實現“隊列”，只能存儲int數據。  
 *   
 * @author Jack  
 */  
public class ArrayQueue {  

    private int[] mArray;  
    private int mCount;  

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

    // 將val添加到隊列的末尾  
    public void add(int val) {  
        mArray[mCount++] = val;  
    }  

    // 返回“隊列開頭元素”  
    public int front() {  
        return mArray[0];  
    }  

    // 返回“棧頂元素值”，並刪除“棧頂元素”  
    public int pop() {  
        int ret = mArray[0];  
        mCount--;  
        for (int i = 1; i <= mCount; i++)  
            mArray[i - 1] = mArray[i];  
        return ret;  
    }  

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

    // 返回“棧”是否爲空  
    public boolean isEmpty() {  
        return size() == 0;  
    }  

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

        // 將10, 20, 30 依次推入棧中  
        astack.add(10);  
        astack.add(20);  
        astack.add(30);  

        // 將“棧頂元素”賦值給tmp，並刪除“棧頂元素”  
        tmp = astack.pop();  
        System.out.println("tmp----------->"+tmp);  

        // 只將“棧頂”賦值給tmp，不刪除該元素.  
        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());  
        }  
    }  
}  

運行結果：

tmp----------->10
tmp----------->20
isEmpty()----------->false
size()----------->3
size()----------->20
size()----------->30
size()----------->40

2. Java實現二：Java的 Collection集合 中自帶的"隊列"(LinkedList)的示例。

package com.niepengfei.c_queue;
import java.util.LinkedList;  
import java.util.Queue;  

/**  
 * Java : 集合包自帶的隊列(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>();  

        // 將10, 20, 30 依次推入隊列中  
        que.add(10);  
        que.add(20);  
        que.add(30);  

        // 將“隊列開頭的元素”賦值給tmp，並刪除“該元素”  
        tmp = que.poll();  
        System.out.println("tmp---------->"+tmp);  

        // 將“隊列開頭的元素”賦值給tmp，不刪除該元素.  
        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);  
        }  
    }  
}  

運行結果：

tmp---------->10
tmp---------->20
isEmpty()---------->false
size()---------->3
tmp---------->20
tmp---------->30
tmp---------->40