数据结构-队列 JAVA语言实现

队列是一种先进先出（First In First Out，FIFO）的数据结构，如果你将两个元素加入队列，先加入的元素将在后加入的元素之前出队。
更新队列时，使用术语“入队”和“出队”，但也可能遇到术语“压入”和“弹出”。压入大致相当于入队，而弹出大致相当于出队。

基于简单循环数组实队列

public class ArrayQueue {
    private int front;//队尾
    private int rear;  //队首
    private int capacity;  //容量
    private int[] arrayInt;


    public ArrayQueue(int front, int rear, int capacity, int[] arrayInt) {
        this.rear = rear;
        this.front = front;
        this.capacity = capacity;
        this.arrayInt = arrayInt;
    }

    /**
     * 队列是否为空
     *
     * @return true 为空  false  不为空
     */
    public boolean isEmpty() {
        if (front == -1) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 队列是否队满
     *
     * @return true 满  false  不满
     */
    public boolean isFull() {
        if ((rear + 1) % capacity == front) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 获取队列长度
     *
     * @return
     */
    public int getQueueSiae() {

        return ((capacity + rear + 1 - front) % capacity);
    }

    /**
     * 入队
     *
     * @param data
     */
    public void enQueue(int data) {
        if (isFull()) {
            return;
        } else {
            rear = (rear + 1) % capacity;
            arrayInt[rear] = data;
            if (front == -1) {
                front = rear;
            }
        }

    }

    /**
     * 出队  出首位
     */
    public int deQueue() {
        int data;
        if (isEmpty()) {
            return 0;
        } else {
            data = arrayInt[front];
            if (front == rear) {
                front = rear - 1;
            } else {
                front = (front + 1) % capacity;
            }
            return data;
        }
    }


    public void printArray() {
        for (int i : arrayInt) {
            System.out.print("   " + i);
        }
        System.out.println();
    }


    public static void main(String[] args) {

        int[] array = new int[11];
        array[0] = 5;
        array[1] = 1;
        array[2] = 3;
        array[3] = 9;
        array[4] = 7;

        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(0, 4, array.length, array);
        arrayQueue.printArray();
        //入队
//        arrayQueue.enQueue(8);
//        arrayQueue.printArray();

        //出队
        System.out.println(arrayQueue.deQueue());


    }
}

基于链表实现队列

public class ListNodeQueue {
    private ListNode frontNode;
    private ListNode rearNode;

    public ListNodeQueue() {
        this.frontNode = null;
        this.rearNode = null;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return (frontNode == null);
    }

    public void enQueue(int data) {
        ListNode listNode = new ListNode(data);
        if (rearNode != null) {
            rearNode.setNext(listNode);
        }
        rearNode = listNode;
        if (frontNode == null) {
            frontNode = rearNode;
        }
    }

    public int deQueue() {
        int data;
        if (isEmpty()) {
            return 0;
        } else {
            data = frontNode.getData();
            frontNode = frontNode.getNext();
        }
        return data;
    }

    public void printQueue() {
        ListNode currentNode = frontNode;

        while (currentNode != null) {
            System.out.print("  " + currentNode.getData());
            currentNode = currentNode.getNext();
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        ListNode frontNode = new ListNode(7);
        ListNode listNode1 = new ListNode(5);
        ListNode listNode2 = new ListNode(6);
        ListNode listNode3 = new ListNode(1);
        ListNode listNode4 = new ListNode(5);
        ListNode rearNode = new ListNode(4);
        frontNode.setNext(listNode1);
        listNode1.setNext(listNode2);
        listNode2.setNext(listNode3);
        listNode3.setNext(listNode4);
        listNode4.setNext(rearNode);

        ListNodeQueue listNodeQueue = new ListNodeQueue();
        listNodeQueue.frontNode = frontNode;
        listNodeQueue.rearNode = rearNode;

        listNodeQueue.printQueue();

        //入队
//        listNodeQueue.enQueue(88);
//        listNodeQueue.printQueue();
         //出队
        System.out.println(listNodeQueue.deQueue());
        listNodeQueue.printQueue();

    }
}

Java Queue 类

在java5中新增加了java.util.Queue接口，用以支持队列的常见操作。该接口扩展了java.util.Collection接口。

方法摘要：
1.add(E e) 将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），在成功时返回 true，如果当前没有可用的空间，则抛出 IllegalStateException。
2.element() 获取，但是不移除此队列的头。
3.offer(E e) 将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），当使用有容量限制的队列时，此方法通常要优于 add(E)，后者可能无法插入元素，而只是抛出一个异常。
4.peek() 获取但不移除此队列的头；如果此队列为空，则返回 null。
5.poll() 获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。
6.remove() 获取并移除此队列的头。

Queue使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法，而是要使用offer()来加入元素，使用poll()来获取并移出元素。它们的优点是通过返回值可以判断成功与否，add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常。如果要使用前端而不移出该元素，使用
element()或者peek()方法。

public class QueueDemo {

    public void showEnQueue(Queue<Integer> queue, int data) {
        queue.add(data);
        System.out.println("入队:  " + data);

    }

    public void showDeQueue(Queue<Integer> queue) {
        System.out.println("出队:  " + queue.remove());

    }

    public void printQueue(Queue<Integer> queue) {
        queue.forEach(integer -> {
            System.out.print(integer + "  ");
        });
        System.out.println();
    }


    public static void main(String[] args) {
        QueueDemo queueDemo = new QueueDemo();

        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queueDemo.showEnQueue(queue, 7);
        queueDemo.showEnQueue(queue, 5);
        queueDemo.showEnQueue(queue, 1);
        queueDemo.showEnQueue(queue, 2);

        queueDemo.printQueue(queue);

        queueDemo.showDeQueue(queue);
        queueDemo.printQueue(queue);

        queueDemo.showDeQueue(queue);
        queueDemo.printQueue(queue);


    }
}

运行结果：
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