本文主要介绍“Java队列数据结构的实现方法是什么”。在日常操作中,相信很多人对于Java队列数据结构的实现方法是什么都有疑问。边肖查阅了各种资料,整理出简单易用的操作方法,希望能帮助大家解答“Java队列数据结构的实现方法是什么”的疑惑!接下来,请和边肖一起学习!
1.队列的基本概念
什么是队列?
队列是一种特殊的线性表。
它只允许在表的前面(队列头)删除。
在表的后端插入(在队列的末尾)
队列是一个有序的表(可以通过数组或链表来实现)
队列先进先出
队列打开了一个连续的空间。
顺序队列中的溢出现象:
当真溢出:队列已满时,堆叠操作会导致空间溢出现象。
由于假上溢:'s的进入和退出操作,头指针和尾指针只增加不减少,导致被删除元素的空间永远不能被重用。当队列中元素的实际数量远远小于向量空间的大小时,可能无法排队,因为尾部指针已经超过向量空间的上限。
2.循环队列
实际使用队列时,为了使队列空间可重用,使用队列的方法往往会略有改进:无论是插入还是删除,一旦后指针增加1或者前指针增加1并超过分配的队列空间,就让它指向这个连续空间的起始位置。从MaxSize-1由1到0的真正变化,可以通过使用后面%MaxSize和前面%MaxSize的剩余操作来实现。实际上,队列空间被认为是一个环形空间,环形空间中的存储单元被回收。此方法管理的队列也称为循环队列。除了一些简单的应用,真正实用的队列是循环队列。
3.实现思路
由于普通队列的溢出问题,循环队列采用数组实现。
1.前指向队列的第一个元素最初是0。
2.指向队列结束元素的后面的位置(按照惯例是一个空格)最初是0。
3.队列满的条件:(后1)% maxSize=前
4.空队列条件:后=前
5.队列中的元素数量:(后部最大大小-前部)%最大大小
为什么队列满的条件是(rear+1) % maxSize = front
(1)假设在后面
前后=maxSize-1
后方1-maxSize=前方,因为当后方队列已满时,后方1必须等于MaxSize。
(rear 1)% maxsize=rear 1-maxsize=0(2)假设为frontrear
前后=1
后部1=前部,因为后部1在前后部时必须小于最大尺寸。
所以(后1)% maxsize=后1(3)如上所示,队列已满的条件是(后1)% maxSize=前元素数量的计数与此类似。
4.代码实现
publicclassnbs
p;Queue {
private int maxSzie; //队列中能存储的最大个数
private int frontPoint; //头指针指向队头
private int rearPoint; //尾指针指向队尾的后一个数据
private int[] array; //模拟队列的数组
/**
* 初始化队列
*/
public Queue(int max) {
maxSzie = max;
frontPoint = 0;
rearPoint = 0;
array = new int[max];
}
/**
* 判断队列是否为空
*/
public boolean isEmpty(){
return frontPoint == rearPoint;
}
/**
* 判断队列是否已满
*/
public boolean isFull(){
return (rearPoint+1)%maxSzie == frontPoint;
}
/**
* 向队列中添加数据
*/
public void add(int x){
if (isFull()){
System.out.println("当前队列已满");
return;
}
//添加数据
array[rearPoint] = x ;
//后移尾指针
rearPoint = (rearPoint+1) % maxSzie;
System.out.println("添加成功");
}
/**
* 取出队列中的数据
*/
public int remove(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("当前队列为空");
}
//把队头的值赋值给临时变量
int x = array[frontPoint];
//移除数据后头指针需要向后移动 时其指向新的队头
frontPoint = (frontPoint+1) % maxSzie;
System.out.println("移除成功");
return x;
}
/**
* 获取队列头数据
*/
public int gethead(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("当前队列为空");
}
return array[frontPoint];
}
/**
* 遍历队列
*/
public void show(){
int x = 0;
for (int i = frontPoint; i <= (rearPoint+maxSzie-frontPoint)%maxSzie; i++) {
x++;
System.out.println("队列的第"+x+"个数据是"+array[i]);
}
}
}
public class QueueTest { public static void main(String[] args) { Queue queue = new Queue(5); Scanner scanner = new Scanner(System.in); char systemIn = ' '; boolean noEnd = true; while (noEnd){ System.out.println("a:add(添加数据)"); System.out.println("r:remove(删除数据)"); System.out.println("h:head(获取队头)"); System.out.println("s:show(遍历队列)"); System.out.println("e:exit(退出程序)"); System.out.println("请输入字符"); systemIn = scanner.next().charAt(0); switch (systemIn){ case 'a': System.out.println("请输入入队的数据(数字)"); int x = Integer.parseInt(scanner.next()); queue.add(x); break; case 'r': queue.remove(); break; case 'h': int head = queue.gethead(); System.out.println("队头是"+head); break; case 's': queue.show(); break; case 'e': noEnd = false; break; } } } }
5.测试
插入元素:
当添加到第五个的时候队列已满插入失败:
遍历队列:
移除元素:
查看队头:
删除一个元素后再次遍历队列:
到此,关于“Java队列数据结构的实现方法是什么”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!
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