![【数据结构】 队列(Queue)与队列的模拟实现,数据结构,数据结构,java,队列‘,模拟实现](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/08/677683-1.png)
🍀队列(Queue)的概念
队列:只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表,队列具有==先进先出FIFO(FirstIn First Out) ==入队列:
进行插入操作的一端称为队尾(Tail/Rear) 出队列:
进行删除操作的一端称为队头(Head/Front)
🎋队列的使用
在Java中,Queue是个接口,底层是通过链表实现的。
队列在使用时有以下方法:
注意:Queue是个接口,在实例化时必须实例化LinkedList的对象,因为LinkedList实现了Queue接口。
使用如下:
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
q.offer(1);
q.offer(2);
q.offer(3);
q.offer(4);
q.offer(5); // 从队尾入队列
System.out.println(q.size());
System.out.println(q.peek()); // 获取队头元素
q.poll();
System.out.println(q.poll()); // 从队头出队列,并将删除的元素返回
if(q.isEmpty()){
System.out.println("队列空");
}else{
System.out.println(q.size());
}
}
}
运行结果如下:
🎍队列的模拟实现
队列中既然可以存储元素,那底层肯定要有能够保存元素的空间,通过前面线性表的学习了解到常见的空间类型有两种:顺序结构 和 链式结构。
这里博主为大家演示一个双链表模拟实现队列
🚩创建队列
其实就是创建一个双链表,这里就不做过多赘述了,实现如下:
public static class ListNode {
ListNode next;
ListNode prev;
int value;
ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
ListNode first; // 队头
ListNode last; // 队尾
int size = 0;
🚩入队列
向双向链表位置插入新节点,做法如下:
- 创建一个节点newNode接收传进来的元素
- 判断该队列是否为null
- 若为null,则该元素就是队头
- 若不为null,则将该元素的前驱节点设置为last;
- last的后继节点变为newNode
- newNode变为新的尾节点
- size++
实现如下:
// 入队列
public void offer(int e) {
ListNode newNode = new ListNode(e);
if (first == null) {
first = newNode;
// last = newNode;
} else {
last.next = newNode;
newNode.prev = last;
// last = newNode;
}
last = newNode;
size++;
}
🚩出队列
将双向链表第一个节点删除掉,做法如下:
- 分为几种情况
- 当队列为空时
- 则直接返回队列为空的异常,自定义异常如下
public class EmptyException extends RuntimeException{
public EmptyException() {
}
public EmptyException(String message) {
super(message);
}
}
- 当队列中只有一个元素----链表中只有一个节点时—直接删除
- 当队列中有多个元素—链表中有多个节点----将第一个节点删除
实现如下:
// 出队列---将双向链表第一个节点删除掉
public int poll() {
// 1. 队列为空
// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除
// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除
int value = 0;
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
} else if (first == last) {
last = null;
first = null;
} else {
value = first.value;
first = first.next;
first.prev.next = null;
first.prev = null;
}
--size;
return value;
}
🚩获取队头元素
获取链表中第一个节点的值域
- 若队列为null,抛出异常
- 若不为null,返回队头的元素
实现如下:
// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域
public int peek() {
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
}
return first.value;
}
🚩获取队列长度
直接返回size就好
实现如下:
public int size() {
return size;
}
🚩判断是否为空
直接判断对头是否为null,然后返回就好
实现如下:
public boolean isEmpty(){
return first == null;
}
🚩完整代码
MyQueue实现如下:
public class MyQueue {
// 双向链表节点
public static class ListNode {
ListNode next;
ListNode prev;
int value;
ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
ListNode first; // 队头
ListNode last; // 队尾
int size = 0;
// 入队列---向双向链表位置插入新节点
public void offer(int e) {
ListNode newNode = new ListNode(e);
if (first == null) {
first = newNode;
// last = newNode;
} else {
last.next = newNode;
newNode.prev = last;
// last = newNode;
}
last = newNode;
size++;
}
// 出队列---将双向链表第一个节点删除掉
public int poll() {
// 1. 队列为空
// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除
// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除
int value = 0;
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
} else if (first == last) {
last = null;
first = null;
} else {
value = first.value;
first = first.next;
first.prev.next = null;
first.prev = null;
}
--size;
return value;
}
// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域
public int peek() {
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
}
return first.value;
}
public int size() {
return size;
}
public boolean isEmpty(){
return first == null;
}
}
🌳双端队列 (Deque)
双端队列(deque)是指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列
deque 是 “double ended queue” 的简称。
那就说明元素可以从队头出队和入队,也可以从队尾出队和入队
Deque是一个接口,使用时必须创建LinkedList的对象。
在实际工程中,使用Deque接口是比较多的,栈和队列均可以使用该接口文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-677683.html
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();//双端队列的线性实现
Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();//双端队列的链式实现
⭕总结
关于《 【数据结构】 栈(Stack)与栈的模拟实现》就讲解到这儿,感谢大家的支持,欢迎各位留言交流以及批评指正,如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注,点赞,收藏支持一下!文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-677683.html
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