使用 Java 的 DSA - 队列
概述
队列是一种类似于堆栈的数据结构,主要区别在于插入的第一个项目是第一个被移除的项目(FIFO - 先进先出),而堆栈基于 LIFO,后进先出原则。
队列表示

基本操作
插入/入队 − 将一个项目添加到队列的后面。
移除/出队 − 从队列的前面移除一个项目。
在本文中,我们将使用数组实现队列。队列支持以下几个操作。
Peek − 获取队列前面的元素。
isFull − 检查队列是否已满。
isEmpty − 检查队列是否为空。
插入/入队操作
每当将元素插入队列时,队列都会增加后索引以供以后使用,并将该元素存储在存储的后端。如果后端到达最后一个索引,它将被包装到底部位置。这种安排称为环绕,这种队列是循环队列。此方法也称为入队操作。

public void insert(int data){ if(!isFull()){ if(rear == MAX-1){ rear = -1; } intArray[++rear] = data; itemCount++; } }
移除/出队操作
每当要从队列中移除元素时,队列都会使用前索引获取元素并增加前索引。作为环绕式安排,如果前索引大于数组的最大索引,则将其设置为 0。

public int remove(){ int data = intArray[front++]; if(front == MAX){ front = 0; } itemCount--; return data; }
队列实现
Queue.java
package com.tutorialspoint.datastructure; public class Queue { private final int MAX; private int[] intArray; private int front; private int rear; private int itemCount; public Queue(int size){ MAX = size; intArray = new int[MAX]; front = 0; rear = -1; itemCount = 0; } public void insert(int data){ if(!isFull()){ if(rear == MAX-1){ rear = -1; } intArray[++rear] = data; itemCount++; } } public int remove(){ int data = intArray[front++]; if(front == MAX){ front = 0; } itemCount--; return data; } public int peek(){ return intArray[front]; } public boolean isEmpty(){ return itemCount == 0; } public boolean isFull(){ return itemCount == MAX; } public int size(){ return itemCount; } }
演示程序
QueueDemo.java
package com.tutorialspoint.datastructure; public class QueueDemo { public static void main(String[] args){ Queue queue = new Queue(6); //插入5个项目 queue.insert(3); queue.insert(5); queue.insert(9); queue.insert(1); queue.insert(12); // 前面 : 0 // 后面 : 4 // ------------------ // 索引 : 0 1 2 3 4 // ------------------ // 队列 : 3 5 9 1 12 queue.insert(15); // 前面 : 0 // 后面 : 5 // --------------------- // 索引 : 0 1 2 3 4 5 // --------------------- // 队列 : 3 5 9 1 12 15 if(queue.isFull()){ System.out.println("队列已满!"); } //删除一个项目 int num =queue.remove(); System.out.println("元素已移除:"+num); // front : 1 // rear : 5 // ------------------- // index : 1 2 3 4 5 // ------------------- // 队列 : 5 9 1 12 15 //插入更多项目 queue.insert(16); // front : 1 // rear : -1 // ---------------------- // index : 0 1 2 3 4 5 // ---------------------- // 队列 : 16 5 9 1 12 15 //由于队列已满,元素将无法插入。 queue.insert(17); queue.insert(18); // ---------------------- // index : 0 1 2 3 4 5 // ---------------------- // 队列 : 16 5 9 1 12 15 System.out.println("Element at front: "+queue.peek()); System.out.println("----------------------"); System.out.println("index : 5 4 3 2 1 0"); System.out.println("----------------------"); System.out.print("Queue: "); while(!queue.isEmpty()){ int n = queue.remove(); System.out.print(n +" "); } } }
如果我们编译并运行上述程序,则会产生以下结果 −
Queue is full! Element removed: 3 Element at front: 5 ---------------------- index : 5 4 3 2 1 0 ---------------------- Queue: 5 9 1 12 15 16