目录

一、队列

二、 Java里的Queue接口

1、概述

2、常用方法

1.入队

2.出队

3.获取队首元素

4、判空

三、单链表实现队列

1、准备字段

2、实现入队

3、实现出队

4、实现获取队首元素

5、实现判空

四、循环队列的实现

1、前言

2、字段准备

3、实现入队

4、实现出队

5、实现判空

6、实现获取队首元素

一、队列

队列是一种操作受限的线性表，它与栈不同的是，栈是特点是先进后出而队列是先进先出，比如排队买早饭，先到先排到前面的人先买到先走。队列这一数据结构只允许在队首出数据，在队尾插入数据。

 

二、 Java里的Queue接口

1、概述

在Java里Queue是一个接口，其内部方法主要有入队出队等，有很多实现他的类比如我们之前说到过的LinkedList，在Java里队列的使用可以分为阻塞队列（BlockingQueue）与非阻塞队列还有双端队列（Deque），一般多线程情况下我们常常使用阻塞队列实现生产者消费者模型

2、常用方法

 

1.入队

方法	说明
offer	入队失败返回false
add	入队失败抛出异常

2.出队

方法	说明
poll	队空出队返回空指针
remove	队空出队抛出异常

3.获取队首元素

方法	说明
peek	队空时返回空指针
element	队空时抛出异常

4、判空

方法	说明
isEmpty	判断队列是否为空

三、单链表实现队列

1、准备字段

单链表实现队列时，需要连个指针一个指向队首一个指向队尾

public class MyQueueByList {
    public Node first;    //队首指针
    public Node last;     //队尾指针
    
}

2、实现入队

入队操作就是插入到队尾，也就是单链表的尾插操作

 

3、实现出队

出队操作是将队首元素删除然后返回其值，类似于单链表删除头节点

4、实现获取队首元素

与出队操作不同的是该操作不用删除

 

5、实现判空

当队首节点为空时队列为空

 

四、循环队列的实现

1、前言

如果使用普通的数组去实现队列这一数据结构时，会有一个很严重的问题----内存浪费。如果我们使用普通数组实现时，初始长度为5，那么我们先入队5个元素，然后此时在入队时需要扩容，但是如果在满的情况下出队后再入队，此时由于要在队尾插入，还是需要去扩容，然后下标为0的空间则被浪费，循环往复内存浪费严重，如果我们能将数组“卷”起来变成一个“⚪”

此时如果有上述情况，在入队时直接插入进0下表依次类推。此处又存在一个问题，就是我们如何去区别队列到底是满了还是为空，空的时候队首下标与队尾下标相同，满时也一样，这一问题有多个解决办法，以下使用浪费一个空间的办法，就是在数组的最后一个位置不插入元素，此时如果队首与队尾下标相同时为空，如果队尾下标的下一个与队首下标相同则为满

2、字段准备

基于上述情况，我们需要一个数组，一个指向队首的下标，一个指向队尾的下标

public class MyQueueByArray {
    private int[] elem;           //数组
    private int front;            //队首下标
    private int rear;             //队尾下标
}

3、实现入队

此时我们需要处理的点有：如果队列数组长度为5，当下标4的位置有数据而下标为0的位置没有元素，再插入时理应插入下标0位置，但是怎么让队尾下标变为0呢，有两种办法一种是，每次插入后判断一些队尾下标是不是4了，如果是4就在if语句里置为0；第二个办法是，每次入队操作后队尾下标自增改为 (队尾下标+1) % 数组的长度。下面出队操作也有以下情况。

/**
     * offer
     * @param data
     */
    public void offer(int data){
        if(isFull()){
            return;
        }
        
        elem[rear] = data;
        rear = (rear + 1) % elem.length;
    }

    /**
     * 判空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return front == rear;
    }

    /**
     * 判满
     * @return
     */
    private boolean isFull(){
        return (rear + 1) % elem.length == front;
    }

4、实现出队

出队将队首元素记录并将队首下标自增删除，此处删除并不是将数据正在删除，而是改变队首下标让其被标志为一个空的位置

/**
     * poll
     * @return
     */
    public Integer poll(){
        //1.判空
        if(isEmpty()){
            return null;
        }

        //2.出队
        int frontValue = elem[front];
        front = (front + 1) % elem.length;

        //3.返回值
        return frontValue;
    }

5、实现判空

由于我们使用了浪费一个空间的办法，因此空时队首下标与队尾下标相同

/**
     * 判空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return front == rear;
    }

6、实现获取队首元素

根据队首下标获取队首元素

 /**
     * peek
     * @return
     */
    public Integer peek(){
        //1.判空
        if(isEmpty()){
            return null;
        }

        //2.返回队首元素
        return elem[front];
    }