java如何实现队列queue数据结构

这篇文章主要介绍java如何实现队列queue数据结构，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

概念

队列是一种非原始（特殊）的线性表，是一种先进先出（FIFO）的数据结构。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。

FIFO：first input first output，即先添加的元素，先移除，最后添加的元素，最后移除。

工作方式类似于商场排队结账情形：

数组模拟队列图示：

队列中两个主要操作

插入值操作：insert ——》 enqueue（入队） ——》参数是要插入的数据data

删除值操作：remove ——》 dequeue （出队）——》 无参

队列遵循以下条件：

如果 FRONT = 0，那么队列就是空的。

如果 REAR = size of the queue，那么队列就是满了。

如果 FRONT = REAR，那么队列中至少有一个元素。

如果你想知道队列中元素的总数，那么使用这个公式计算（REAR - FRONT）+1。

队列的数组实现

我们可以通过数组、堆栈和链表来实现队列。其中数组是实现队列的最简单方法。

创建一个大小为 n 的数组。将 FRONT 和 REAR 的值初始化为 -1，该值表示该数组当前为空。

编写一个ArrayQueue类如下：

class ArrayQueue {        private int maxSize; // 数组的最大容量        private int front; // 队列头        private int rear; // 队列尾        private int[] arr; // 存放数据, 模拟队列         // 创建构造器，初始化        public ArrayQueue(int arrMaxSize) {                maxSize = arrMaxSize;                arr = new int[maxSize];                front = -1; // front 是指向队列头的前一个位置                rear = -1;  // rear  是指向队列尾的数据(最后一个数据)        }         // 判断队列是否已满        public boolean isFull() {                return rear == maxSize - 1;        }         // 判断队列是否为空        public boolean isEmpty() {                return rear == front;        }         // 添加数据        public void addQueue(int n) {                if (isFull()) {                        System.out.println("队列已满，不能再添加数据了！");                        return;                }                rear++; // 让rear 后移                arr[rear] = n;        }         // 获取数据        public int getQueue() {                if (isEmpty()) {                        // 通过抛出异常                        throw new RuntimeException("队列为空，无数据可取！");                }                front++; // front后移                return arr[front];         }         // 显示队列的所有数据        public void showQueue() {        if (isEmpty()) {                        System.out.println("队列空的，没有数据~~");                        return;                }                for (int i = 0; i < arr.length; i++) {                        System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);                }        }         // 显示队列的头部指向的下一个        public int headQueue() {                if (isEmpty()) {                        throw new RuntimeException("队列为空，没有数据~~");                }                return arr[front + 1];        }}

编写测试方法：

          //创建一个队列                ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);                char key = ' ';                 Scanner scanner = new Scanner(System.in);//                boolean loop = true;                //输出一个菜单选项                while(loop) {                        System.out.println("s(show): 显示队列");                        System.out.println("e(exit): 退出程序");                        System.out.println("a(add): 添加数据到队列");                        System.out.println("g(get): 从队列取出数据");                        System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");                        key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符                        switch (key) {                        case 's': //显示队列所有数据                                queue.showQueue();                                break;                        case 'a': //添加数据                                System.out.println("输出一个数");                                int value = scanner.nextInt();                                queue.addQueue(value);                                break;                        case 'g': //依次取出数据                                try {                                        int res = queue.getQueue();                                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);                                } catch (Exception e) {                                        // TODO: handle exception                                        System.out.println(e.getMessage());                                }                                break;                        case 'h': //查看队列头指向                                try {                                        int res = queue.headQueue();                                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);                                } catch (Exception e) {                                        // TODO: handle exception                                        System.out.println(e.getMessage());                                }                                break;                        case 'e': //退出程序                                scanner.close();                                loop = false;                                break;                        default:                                break;                        }                }                                System.out.println("程序退出~~");        }

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