【数据结构】之队列的java实现（一）详解编程语言

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。

循环队列的java实现代码

package study_02.datastructure.queue; 
 
/** 
 * 循环队列 
 * @author WWX 
 */ 
public class CirQueue<E> { 
	//对象数组，队列最多存储a.length-1个对象 
	E[] a; 
	//默认初始化大小 
	private static final int DEFAULT_SIZE=10; 
	//对首下标 
	int front; 
	//队尾下标 
	int rear; 
	 
	public CirQueue(){ 
		this(DEFAULT_SIZE); 
	} 
	/** 
	 * 初始化指定长度的队列 
	 * @param size 
	 */ 
	@SuppressWarnings("unchecked") 
	public CirQueue(int size){ 
		a=(E[])(new Object[size]); 
		front=0; 
		rear=0; 
	} 
	 
	/** 
	 * 将一个对象追加到队列尾部 
	 * @param obj 
	 * @return 队列满时返回false,否则返回true 
	 * @author WWX 
	 */ 
	public boolean enqueue(E obj){ 
		if((rear+1)%a.length==front){ 
			return false; 
		}else{ 
			a[rear]=obj; 
			rear=(rear+1)%a.length; 
			return true; 
		} 
	} 
	 
	/** 
	 * 队列头部出队 
	 * @return 
	 * @author WWX 
	 */ 
	public E dequeue(){ 
		if(rear==front) 
			return null; 
		else{ 
			E obj =a[front]; 
			front=(front+1)%a.length; 
			return obj; 
		} 
	} 
	 
	/** 
	 * 队列长度 
	 * @return 
	 * @author WWX 
	 */ 
	public  int size(){ 
		return (rear-front)&(a.length-1); 
	} 
	//队列长度（另一种方法） 
	public int length(){ 
		if(rear>front){ 
			return rear-front; 
		}else 
			return a.length-1; 
	} 
	 
	/** 
	 * 判断是否为空  
	 * @return 
	 * @author WWX 
	 */ 
	public boolean isEmpty(){ 
		return rear==front; 
	} 
	 
 
 
	public static void main(String[] args) { 
		CirQueue<String> queue=new CirQueue<String>(4); 
		queue.enqueue("1"); 
		queue.enqueue("2"); 
		queue.enqueue("3"); 
		System.out.println("size="+queue.size()); 
		int size=queue.size(); 
		System.out.println("*******出栈操作*******"); 
		for(int i=0; i<size;i++){ 
			System.out.print(queue.dequeue()+" "); 
		} 
		 
	} 
	 
}