算法——Java實現隊列

順序隊列：

概念：

隊列是一種先進先出的線性表，只允許在一端插入，另一端刪除。允許插入的一端稱為隊尾，允許刪除的一端稱為隊頭

 

順序隊列的實現：

import org.junit.jupiter.api.Test;

/**
 *   順序隊列
 * @author wydream
 *
 */

public class QueueSequence {

    private String[] arr;//隊列數組
    private int end=0;//隊尾標志
    
    //向隊列中添加元素
    public void push(String[] arr,String value) {
        if(end<arr.length) {
            arr[end]=value;
            end++;
            return;
        }else {
            System.out.println("隊列已經滿了");
            return;
        }
        
    }
    
    //取出隊列元素
    public String pop(String[] arr) {
        String rs;
        if(arr[0]==null) {
            System.out.println("隊列為空,請先向隊列中添加元素");
            return null;
        }else {
            rs=arr[0];
            arr[0]=null;
            move(arr);
            return rs;
        }
    }
    
    //隊列元素向前移動
    public void move(String[] arr) {
        for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {
            if(arr[i+1]!=null) {
                arr[i]=arr[i+1];
            }else{
                arr[i]=null;
                break;
            }
        }
    }
    
    
    
    
    @Test
    public void test() {
        String[] arr=new String[10];
        push(arr,"北京");
        push(arr,"上海");
        push(arr,"廣東");
        push(arr,"杭州");
        push(arr,"蘇州");
        push(arr,"揚州");
        pop(arr);
        pop(arr);
        pop(arr);
        pop(arr);
    }
    
}

 

循環隊列：

 

概念：

• 順序隊列的不足：順序隊列在進行插入操作時，直接在隊尾插入就可以，此時時間復雜度為O(1)，但是在出列是在隊頭，即下標為0的位置，也就意味着隊列中所有的元素都得向前移動，此時時間復雜度為0(n)，效率較低。
• 隊列出列時不需要所有的元素都移動，引入兩個指針即可，一個頭指針front指向隊頭元素，一個尾指針rear指向隊尾元素，此時隊列出列只需移動指針即可。但是此種情況下會出現一種溢出情況（如下圖），此時隊列中任然是有空間的可以存放元素的，但是尾指針已經溢出，於是就有了循環隊列。
• 

  
  
  

• 

   

• front指向隊頭，rear指向隊尾的下一個位置；隊為空的判斷：front==rear；隊為滿的判斷：(rear+1)%MAXSIZE==front

 

實現循環隊列：

/**
 *   java實現循環隊列
 * @author wydream
 *
 */

import org.junit.jupiter.api.Test;

public class QueueArray {

    Object[] arr=new Object[10];;//對象數組，隊列最多存儲a.length-1個對象 
    int front=0;//隊首下標
    int rear=0;//隊尾下標
    
    /**
     *  將一個對象追加到隊列尾部
     */
    public boolean enqueue(Object obj) {
        if((rear+1)%arr.length==front) {
            return false;
        }
        arr[rear]=obj;
        rear=(rear+1)%arr.length;
        return true;
    
    }
    
    //出隊列
    public Object dequeue() {
        if(rear==front) {
            return null;
        }
        Object obj=arr[front];
        front=(front+1)%arr.length;
        return obj;
    }
    
    @Test
    public void test() {
        QueueArray q=new QueueArray();
        System.out.println(q.enqueue("北京"));
        System.out.println(q.enqueue("上海"));
        System.out.println(q.enqueue("廣東"));
        System.out.println(q.enqueue("深圳"));
        for(int i=0;i<4;i++){   
            System.out.println(q.dequeue());   
        }   
    }
    
        
}