【Java数据结构】---Queue

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文章目录

前言
队列Queue
队列的模拟实现
环形队列
队列练习
Deque双端队列
完结

前言

在这里插入图片描述
由图可知：Queue接口一定意义上和List接口“平级”

注意一个细节， LinkedList不仅属于List接口下的类，也属于Queue接口下的类 。根据上篇博客所说，链表与数组都可以模拟栈，而栈也是List接口下的类。

队列Queue

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。

入队列(Enqueue)：进行插入操作的一端称为队尾
出队列(Dequeue)：进行删除操作的一端称为队头
队列具有先进先出的特性

在这里插入图片描述
大家可以简单理解为日常生活中“排队”这一现象。

队列的模拟实现

简单想一想，因为LinkedList实现了Queue接口，所以Queue的底层是由链表实现的。

受到LinkedList的影响，我们下意识认为Queue的底层是双向链表，那单链表能不能来实现队列呢？
在这里插入图片描述
那么以LinkedList来实现队列怎么样呢？
建立内部类

//内部类public static class ListNode {public ListNode prev;public ListNode next;int value;ListNode(int value){this.value=value;}}public ListNode first=null;public ListNode last=null;int Usedsize=0;

入队列—向双向链表位置插入新节点

public void offer(int val){ListNode node=new ListNode(val);if(first==null){first=last=node;}else{last.next=node;node.prev=last;}last=node;Usedsize++;}

出队列—将双向链表第一个节点删除掉

public int poll(){int val=0;if(first==null){return 0;}if(first==last){last=null;first=null;}else{val=first.value;first=first.next;first.prev.next=null;first.prev=null;}Usedsize--;return val;}

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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){return 0;}return first.value;}

环形队列

一般情况下，环形队列通常使用数组实现

画图介绍一下环形队列：
在这里插入图片描述
判断空：rear与front第一次相遇就为空
判断满：

定义一个有效大小usedsize，如果它和数组大小相同，那队列就满了
添加标记，定义一个标记符。rear与front相遇为false,添加一个元素改为true,当rear与front相遇且标记符为true时为满。
浪费一个空间，判断rear的下一个是不是front(rear+1=front)

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最重要的一个问题，rear或者front下标怎么样从 7下标到 0下标？总不能去rear+1。。。

当rear下标为 7 时：(rear+1)%len，(len为数组长度)。由此实现循环

队列练习

设计循环队列

class MyCircularQueue {public int front;public int rear;public int[] elem;public MyCircularQueue(int k) {elem=new int[k+1];}public boolean enQueue(int value) {if(isFull()){return false;}elem[rear]=value;rear=(rear+1) % elem.length;return true;}public boolean deQueue() {if(isEmpty()){return false;}front=(front+1)%elem.length;return true;}public int Front() {if(isEmpty()){return-1;}return elem[front];}public int Rear() {if(isEmpty()){return -1;}int index=(rear==0)?elem.length-1:rear-1;return elem[index];}public boolean isEmpty() {return rear==front;}public boolean isFull() {return (rear+1)%elem.length==front;}
}

Deque双端队列

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。

再看这张图：在这里插入图片描述
Deque是一个接口，所以使用时必须创建LinkedList的对象。

public static void main(String[] args){//普通队列Deque<Integer> queue1=new LinkedList<>();//双端队列Queue<Integer> queue2=new LinkedList<>();//数组顺序的双端队列Queue<Integer> queue3=new ArrayDeque<>();