队列操作

Posted 2023-01-03 ljl150

一，队列的定义

　　♦和栈相反，队列是一种先进先出的线性表。它只允许在表的一端进行插入，而在另一端进行删除元素。

　　♦在队列中，允许插入的一端叫队尾。允许删除的一端叫队头。

　　♦队列中的元素按a0,a1.....an这个顺序入队，退队时也必须按这个顺序出队。即a0出队后，a1才可以出队。

 二，顺序队列的表示和实现

 

 

　　　　在队列的顺序存储结构中，除了用一组地址连续的存储单元依次存储从队头到队尾的元素外，

       还需附设两个指针front和rear分别指向队列头元素及队尾元素的位置。

　　　　初始化建立空队列时，令front=rear=0；每当插入新的队列尾元素时，“尾指针增1”，每当删除

       队列头元素时，“头指针增1”。

　　　　因此，在非空队列中，头指针始终指向队列头元素，而尾指针始终指向队列尾元素的下一个位置。

    代码展示：

 1 import java.util.*;
 2 class Queue
 3     // 存储队列的元素
 4     private int[] queue;
 5     // 队头
 6     private int front;
 7     // 队尾
 8     private int rear;
 9 
10     public Queue()      // 初始化一个长度为15的队列
11         /*this.queue=new int[15];
12         this.front=0;
13         this.rear=0;*/
14         this(15);
15     
16 
17     // 自定义队列大小
18     public Queue(int size) 
19         this.queue=new int[size];
20         this.front=0;
21         this.rear=0;
22     
23 
24     // 入队操作
25     public void offer(int val)
26         if(full())  //入队前对队空间进行检测
27                    //队满，则扩容
28             this.queue=Arrays.copyOf(this.queue,this.queue.length+1);
29         
30         this.queue[this.rear]=val;      //放一个元素，rear下标后移一位，所以rear指向的是最后一个元素的下一位
31         this.rear++;
32     
33 
34     // 出队，并把队头元素返回
35     public int poll()
36         if(empty())  //出队前判断是否队空
37         
38             return -1;
39         
40         return this.queue[front++]; //
41     
42 
43     // 查看队头元素
44     public int peek()
45      return this.queue[front];
46     
47 
48     // 判断队满
49     public boolean full()
50         return this.queue.length==this.rear;
51     
52 
53     // 判断队空
54     public boolean empty()
55         return this.rear==this.front;
56     
57 
58 
59 public class Queuetext 
60     public static void main(String[] args) 
61        Queue qq=new Queue(5);
62        for(int i=0;i<5;i++)
63         
64             qq.offer(i);  //入队
65         
66         
67         if(qq.full())    //查看队满
68         
69             System.out.println("队满！");
70         
71         System.out.println(qq.peek());   //打印队头
72         System.out.println(qq.poll());   //出队
73         System.out.println(qq.poll());
74         System.out.println(qq.poll());
75         System.out.println(qq.poll());
76         System.out.println(qq.poll());
77         if(qq.empty())    //查看队空
78         
79             System.out.println("队空！");
80         
81     
82 

 

代码实现：

 

 三，循环队列的表示和实现

 　　　　因为采用顺序栈存储数据时，当头指针和尾指针都指向队列的末尾时，即使队列前面

　　是空的，也会因为被判断队满而无法继续存储。因此人们便想出了循环队列的存储方式。

　　　　在循环队列中，指针和队列元素之间的关系不变。

                       

 

 

     在顺序队列中，采用q.front=q.rear来判断队空。用q.stack.length=q.rear来判断队满。

 

     但在循环队列中，去不适用。

             

 

  

                          此时队满，q.front=q.rear                                  此时队空，q.front=q.rear                                  

 

 

           所以在循环队列中，队空：q.front=q.rear

　　　　　　　　       　 队满：q.front=(q.rear+1)%n

 

 1 import java.util.*;
 2 class Queue
 3     // 存储队列的元素
 4     private int[] queue;
 5     // 队头
 6     private int front;
 7     // 队尾
 8     private int rear;
 9 
10     public Queue()      // 初始化一个长度为15的队列
11         /*this.queue=new int[15];
12         this.front=0;
13         this.rear=0;*/
14         this(15);
15     
16 
17     // 自定义队列大小
18     public Queue(int size) 
19         this.queue=new int[size];
20         this.front=0;
21         this.rear=0;
22     
23 
24     // 入队操作
25     public void offer(int val)
26         if(full())  //入队前对队空间进行检测
27                    //队满，则扩容
28             this.queue=Arrays.copyOf(this.queue,this.queue.length+1);
29         
30         this.queue[this.rear]=val;      //放一个元素，rear下标后移一位，所以rear指向的是最后一个元素的下一位
31         this.rear=(this.rear+1)%this.queue.length;        //这样写是为了将队列环起来
32     
33 
34     // 出队，并把队头元素返回
35     public int poll()
36         if(empty())  //出队前判断是否队空
37         
38             return -1;
39         
40         return this.queue[front++]; //
41     
42 
43     // 查看队头元素
44     public int peek()
45      return this.queue[front];
46     
47 
48     // 判断队满
49     public boolean full()
50 
51          return this.front==(this.rear+1)%this.queue.length;
52     
53 
54     // 判断队空
55     public boolean empty()
56         return this.rear==this.front;
57     
58 
59 
60 public class Queuetext 
61     public static void main(String[] args) 
62        Queue qq=new Queue(5);
63        for(int i=0;i<5;i++)
64         
65             qq.offer(i);  //入队
66         
67         
68         if(qq.full())    //查看队满
69         
70             System.out.println("队满！");
71         
72         System.out.println(qq.peek());   //打印队头
73         System.out.println(qq.poll());   //出队
74         System.out.println(qq.poll());
75         System.out.println(qq.poll());
76         System.out.println(qq.poll());
77         System.out.println(qq.poll());
78         if(qq.empty())    //查看队空
79         
80             System.out.println("队空！");
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