Java数据结构和算法（五）——队列

一、队列基本概念

• 队列（queue）是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。
• 队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队，从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入，在另一端删除，所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除，故队列又称为先进先出（FIFO—first in first out）线性表。
• 队列分为：
  ①、单向队列（Queue）：只能在一端插入数据，另一端删除数据。
  ②、双向队列（Deque）：每一端都可以进行插入数据和删除数据操作。

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二、Java模拟单向队列实现

package queue;
/**
 * 
 * @author liuweilong
 *
 */
public class MyQueue {
    private Object[] queArray;
    //队列总大小
    private int maxSize;
    //前端 
    private int front;
    //后端
    private int rear;
    //队列中元素的实际数目
    private int nItems;

    public MyQueue(int s){
        maxSize = s;
        queArray = new Object[maxSize];
        front = 0;
        rear = -1;
        nItems = 0;
    }

    /*
     * 队列中新增数据
     */
     public void insert(int value){
        if(isFull()){
            System.out.println("队列已满！！！");
        }else{
            //如果队列尾部指向顶了，那么循环回来，执行队列的第一个元素
            if(rear == maxSize -1){
                rear = -1;
            }
            //队尾指针加1，然后在队尾指针处插入新的数据
            queArray[++rear] = value;
            nItems++;
        }
    }

    /**
     * 移除数据
     * @return
     */
    public Object remove(){
        Object removeValue = null ;
        if(!isEmpty()){
            removeValue = queArray[front];
            queArray[front] = null;
            front++;
            if(front == maxSize){
                front = 0;
            }
            nItems--;
            return removeValue;
        }
        return removeValue;
    }

    //查看对头数据
    public Object peekFront(){
        return queArray[front];
    }


    //判断队列是否满了
    public boolean isFull(){
        return (nItems == maxSize);
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return (nItems ==0);
    }

    //返回队列的大小
    public int getSize(){
        return nItems;
    }

}

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三、双端队列

• 双端队列就是一个两端都是结尾或者开头的队列， 队列的每一端都可以进行插入数据项和移除数据项，这些方法可以叫做：insertRight()、insertLeft()、removeLeft()、removeRight()
• 如果严格禁止调用insertLeft()和removeLeft()（或禁用右端操作），那么双端队列的功能就和前面讲的栈功能一样。
• 如果严格禁止调用insertLeft()和removeRight(或相反的另一对方法)，那么双端队列的功能就和单向队列一样了。

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