目录
队列概念
方法
队列模拟实现
链表实现队列
入队列
出队列
获取队头元素
数组实现队列
入队列
出队列
返回头队列
返回尾队列
完整代码
双链表实现队列
数组实现队列（设计循环队列）
队列概念
队列：只允许在一段进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表
队列具有先进先出的特点，就像是排队一样，先排队的先出去。
入队列：进行插入操作的一段称为队尾。
出队列：进行删除操作的一段称为队头。
方法
| 方法 | 功能 |
| boolean offer(E e) | 入队列 |
| E poll() | 出队列 |
| peek() | 获取队头元素 |
| int size() | 获取队列中有效元素个数 |
| boolean isEmpty() | 检测队列是否为空 |
注意：Queue是个接口，在实例化时必须实例化LinkedList的对象，因为LinkedList实现了Queue接口。
队列模拟实现
队列可以通过链表和数组实现
链表实现队列
这里实现队列采用的双向链表，所以定义一些基本变量如下，useSize记录队列中数据个数。
public class MyQueue {
//双向链表实现
static class ListNode{
public int val;
public ListNode prev;
public ListNode next;
public ListNode(int val){
this.val = val;
}
}
public ListNode first = null; //队头
public ListNode last = null; //队尾
public int useSize = 0;
}入队列
offer方法
在往链表中放数据时，要考虑链表是否为空，当链表为空，队头和队尾都等于这个数据。
这时可以写一个isEmpty方法来判断，对于判断是否为空的条件，可以看useSize是否为0，也可以时first是否为0。
public boolean isEmpty(){
return useSize == 0;
//return first == 0;
}当链表不为空时，这时实现的是尾插，所以offer方法完整部分为：
public void offer(int val){
ListNode node = new ListNode(val);
if(isEmpty()){
first = last = node;
}else{
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
}
useSize++;
}出队列
poll方法
出队列时也要考虑是否为空，用链表实现出队列要做的是把头节点往后挪一个位置。
当链表中只有一个节点，就没有必要再空置前一个结点了。
public int poll(){
if(isEmpty()){
return -1;
}
int val = first.val;
first = first.next;
//一个节点，就没必要再置空前一个节点
if(first != null){
first.prev = null;
}
useSize--;
return val;
}
获取队头元素
peek方法
获取队头元素思路很清晰，只要返回first对应的值即可。也要进行是否为空的判断。
public int peek(){
if(isEmpty()){
return -1;
}
return first.val;
}数组实现队列
这里主要做得是：设计循环队列，我们可以把循环队列设想成一个环，在一个有限的环里实现队列。设定front为头位置，rear为尾位置。
判断数组是否为满有三种方法：
- 定义size
- 添加标记 定义boolean类型
- 浪费一个空间，即：确保一个空间里面不放元素，判断：rear下一个是不是front
这里我们采用的是最后一种方法：浪费一个空间。
不过还要解决一个问题： rear或者front 下标如何从 7位置 到 0位置？
对应的解决方案为：（rear +1）% 数组长度，front同理。
因为采用数组来实现循环队列，所以第一步是定义基础变量。
class MyCircularQueue {
public int front;
public int rear;
public int[] elem;
public MyCircularQueue(int k) {
this.elem = new int[k+1];
}
}因为需要浪费一个位置，所以申请 k+1个位置。
入队列
enQueue方法
主要的思路是把数据放到rear位置，然后rear后移一个位置。
不过要考虑数组是否为满，这是可以写一个isFull方法。
判断的条件是：rear 的下一个位置 是否是 front。
public boolean isFull() {
return (rear+1) % elem.length == front;
}enQueue方法完整为下：
//入队列
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value;
rear = (rear+1) % elem.length;
return true;
}注意：rear后移一个位置不是rear++，而是(rear+1) % elem.length。
出队列
deQueue方法
出队列的主要思路是：把front后移一个位置，前面的数据会被后面逐渐放进去的rear覆盖。
此时还要考虑数组是否为空，写一个isEmpty方法。判断条件是：front和rear是否相等。
public boolean isEmpty() {
return front == rear;
}
出队列的完整代码为：
//出队列
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front = (front+1) % elem.length;
return true;
}返回头队列
Front方法
- 判断是否为空
- 返回front位置的数据
//返回头队列
public int Front() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return elem[front];
}
返回尾队列
Rear方法
- 判断是否为空
- 判断rear 是否为 0
之所以要判断rear == 0，是因为当rear == 0时，返回的是elem.length - 1，而rear ！= 0时，返回rear - 1；
完整代码为：
public int Rear() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
int index = (rear == 0) ? elem.length - 1 : rear-1;
return elem[index];
}完整代码
双链表实现队列
public class MyQueue {
//双向链表实现
static class ListNode{
public int val;
public ListNode prev;
public ListNode next;
public ListNode(int val){
this.val = val;
}
}
public ListNode first = null;
public ListNode last = null;
public int useSize = 0;
public void offer(int val){
ListNode node = new ListNode(val);
if(isEmpty()){
first = last = node;
}else{
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
}
useSize++;
}
public int poll(){
if(isEmpty()){
return -1;
}
int val = first.val;
first = first.next;
//一个节点，就没必要再置空前一个节点
if(first != null){
first.prev = null;
}
useSize--;
return val;
}
public int peek(){
if(isEmpty()){
return -1;
}
return first.val;
}
public boolean isEmpty(){
return useSize == 0;
//return first == 0;
}
}数组实现队列（设计循环队列）
class MyCircularQueue {
public int front;
public int rear;
public int[] elem;
public MyCircularQueue(int k) {
this.elem = new int[k+1];
}
//入队列
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
elem[rear] = value;
rear = (rear+1) % elem.length;
return true;
}
//出队列
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front = (front+1) % elem.length;
return true;
}
//返回头队列
public int Front() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return elem[front];
}
//返回尾队列
public int Rear() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
int index = (rear == 0) ? elem.length - 1 : rear-1;
return elem[index];
}
public boolean isEmpty() {
return front == rear;
}
public boolean isFull() {
return (rear+1) % elem.length == front;
}
}
