java数据结构之线性队列的实现

2022-11-30 10:35:41 浏览数 (2)

今天介绍一下数据结构中的线性队列以及线性队列中的缺点,和改善线性队列的循环线性队列操作。

队列的定义:

队列(Queue)是只允许在一端进行插入,而在另一端进行删除的运算受限的线性表。

(1)允许删除的一端称为队头(Front)。

(2)允许插入的一端称为队尾(Rear)。 (3)当队列中没有元素时称为空队列。 (4)队列亦称作先进先出(First In First Out)的线性表,简称为FIFO表。    队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾,每次离开的成员总是队列头上的(不允许中途离队)。

队列的存储结构及实现

队列的顺序存储结构

(1) 顺序队列的定义:

 队列的顺序存储结构称为顺序队列,顺序队列实际上是运算受限的顺序表。

(2)顺序队列的表示:

和顺序表一样,顺序队列利用内存中一段连续的存储空间来存放当前队列中的元素。 由于队列的队头和队尾的位置是变化的,设置两个指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素,它们的初值在队列初始化时均应置为0。

(3)顺序队列的基本操作

入队时:将新元素插入rear所指的位置的后一位。 出队时:删去front所指的元素,然后将front加1并返回被删元素。

(4)顺序表的溢出现象

 ①“下溢”现象  当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。

② "真上溢"现象 当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。

③ "假上溢"现象 由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于内存中本分配的空间时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。如下图

 循环队列:

 如上图所示,这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列(circular queue)。

循环队列中需要注意的几个重要问题:

①队空的判定条件,队空的条件是front=rear;

②队满的判定条件,(rear 1)%QueueSize=front。QueueSize为队列初始空间大小。

(以上部分选自笃志近思的博客,原文地址:点击打开链接)

循环队列的java实现代码

代码语言:javascript复制
package queue;
/**
 * @ClassName: CirQueue
 * @Description: 线性队列
 * @date 2016年6月3日 下午19:55
 * @param 无
 */
public class CirQueue {
	//数组的默认初始化长度
	private final static int defaultSize=10;
	//队未
	private int rear;
	//队头
	private int front;
	//队列存储数组
	private Object[] arrayData;
	public CirQueue(){
		this(defaultSize);
	}
    /** 
     * 初始化指定长度的队列 
     * @param size 
     */  
	public CirQueue(int size){
		rear=0;
		front=0;
		arrayData=new Object[size];
	}
    /** 
     * 将一个对象追加到队列尾部 
     * @param value 
     * @return 队列满时返回false,否则返回true 
     * @autho  林志强 
     */ 
	public boolean enQueue(Object value){
		if((rear 1)%arrayData.length==front){
			return false;
		}else{
			arrayData[rear]=value;
			rear=(rear 1)%arrayData.length;
			return true;
		}
	}
	
    /** 
     * 队列头部出队 
     * @return 返回出列的队头元素
     * @author 林志强  
     */  
	public Object deQueue(){
		if(rear==front){
			return null;
		}else{
			Object temp=arrayData[front];
			arrayData[front]=null;
			front=(front 1)%arrayData.length;		
			return temp;
		}
	}
	
    /** 
     * 队列长度 
     * @return int型的数据
     * @author 林志强  
     */  
	public int size(){
		return (rear-front arrayData.length)%arrayData.length;
	}
	
    /** 
     * 判断是否为空  
     * @return int型的数据
     * @author 林志强  
     */  
    public boolean isEmpty(){  
        return rear==front;  
    }  
    /** 
     * 获取队头元素但是不出队
     * @return 返回队头元素
     * @author 林志强  
     */  
    public Object getQueue(){
    	return arrayData[front];
    }
    
    /** 
     * 打印队列中数据
     * @author 林志强  
     */  
    public void disPlay(){
    	int start=front;
    	int end=rear;
    	while(start!=end){
    		System.out.print(arrayData[start] "t");
    		start=(start 1)%arrayData.length;
    	}
    	System.out.println();
    }
	public static void main(String[] args) {
		CirQueue c=new CirQueue();
		System.out.println(c.isEmpty());
		for(int i=0;i<5;i  ){
			c.enQueue(i);
		}
		c.disPlay();
//		System.out.println(c.getQueue());
		System.out.println(c.size());
//		System.out.println(c.isEmpty());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		System.out.println(c.deQueue());
//		c.disPlay();
		
	}
}

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