【java-数据结构19-队列的模拟实现】

news2024/11/15 20:54:16

上篇文章，小编已经带大家一起认识了队列，并且对队列的方法进行调用测试，下面我们将模拟实现一个队列，话不多说，上正文~

1.队列的模拟实现

队列的实现方法和链表的实现方式一模一样，这里我们首选双链表，前驱，后继，参数，头，尾，构造方法，这里就不多做赘述了，直接上代码~

public class MyQueue {
    static class ListNode{
        private int val;
        private ListNode prev;
        private ListNode next;
        public ListNode(int val){
            this.val = val;
        }
    }
    private ListNode front;
    private ListNode rear;
   public int usedSize ;
}

2.插入数据

这里我们要用到的是头插法，前面提到。我们自己模拟实现的队列底层是一个双向链表，那么双向链表的头插我们前面也提到过，这里我们再复述一遍~

这里我们先定义一个 node节点，如图

接下来就是改节点，和具体代码

然而，只是这样，我们还忘记了一个重要细节，如果head为空，那么node就是整个链表的头，也是整个链表的尾，如图

代码如下

 public void offer(int x){
        ListNode node = new ListNode(x);
        if(front == null) {
            front = rear = node;

        }else {
            node.next = front;
            front.prev = node;
            front = node;
        }
        usedSize++;
    }
}

调用测试

 public static void main(String[] args) {
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        myQueue.offer(1);
        myQueue.offer(2);
        myQueue.offer(3);
        myQueue.offer(4);
        System.out.println();

    }

运行截图

注意，由于我们是头插法，实际存储数据为：4，3，2，1

3.弹出数据

1.删第一个数据（此方法比较不合理，不常用，大家了解即可，下面的删除头节点才是重点）

同样的，双向链表一样，考虑没有节点的情况（直接返回或抛出异常），只有一个节点的情况（将头，尾全部置空），和普通情况（front向后走，front前驱置为空）

代码如下

 public int pop(){
        //没有节点
        if (front == null){
            return -1;
        }
        int ret = front.val;//存下数据
        //只有一个节点
        if (front == rear){
            front= null;
            rear = null;
            usedSize--;

        }
        //至少有两个节点
        front=front.next;
        front.prev = null;
        usedSize--;
        return ret;
    }

调用测试

public static void main(String[] args) {
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        myQueue.offer(1);
        myQueue.offer(2);
        myQueue.offer(3);
        myQueue.offer(4);
        System.out.println();
        System.out.println(myQueue.pop());
    }

运行截图

2.删除最后一个元素 （这个才是重点）

同上，没有元素直接返回即可，只有一个元素（全部置空），普通情况（rear等于前驱，rear置为空），此时存下的数据也要改变

代码如下

 public int pop(){
        //没有节点
        if (front == null){
            return -1;
        }
        int ret = rear.val;//存下数据
        //只有一个节点
        if (front == rear){
            front= null;
            rear = null;
            usedSize--;

        }
        //至少有两个节点
        rear = rear.prev;
        rear.next = null;
        usedSize--;
        return ret;
    }

调用测试

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        myQueue.offer(1);
        myQueue.offer(2);
        myQueue.offer(3);
        myQueue.offer(4);
        System.out.println();
        System.out.println(myQueue.pop());
    }
}

运行截图

4.获取队头元素

首先判空，如果为空，返回-1，如果不为空，返回front的值即可

代码如下

 public int peek(){
        if (front == null){
            return -1;
        }
        return front.val;
    }

调用测试

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        myQueue.offer(1);
        myQueue.offer(2);
        myQueue.offer(3);
        myQueue.offer(4);
        System.out.println();
     
        System.out.println(myQueue.peek());
    }
}

运行截图

5.返回元数个数，判空

两种方法不复杂，一个直接返回有效元素个数，一共看usedSize是否为零，代码如下

  public int getUsedSize() {
        return usedSize;
    }
    public boolean isEmpty(){
        return usedSize == 0;
    }

调用测试

public static void main(String[] args) {
        MyQueue myQueue = new MyQueue();
        myQueue.offer(1);
        myQueue.offer(2);
        myQueue.offer(3);
        myQueue.offer(4);
        System.out.println();
     
        System.out.println(myQueue.getUsedSize());
        System.out.println(myQueue.isEmpty());
    }

运行截图