文章目录
- 🍀队列(Queue)的概念
- 🎋队列的使用
- 🎍队列的模拟实现
- 🚩创建队列
- 🚩入队列
- 🚩出队列
- 🚩获取队头元素
- 🚩获取队列长度
- 🚩判断是否为空
- 🚩完整代码
- 🌳双端队列 (Deque)
- ⭕总结
🍀队列(Queue)的概念
队列：只允许在一端进行插入数据操作，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FIFO(FirstIn First Out) ==入队列：
进行插入操作的一端称为队尾（Tail/Rear） 出队列：
进行删除操作的一端称为队头（Head/Front）
🎋队列的使用
在Java中，Queue是个接口，底层是通过链表实现的。
队列在使用时有以下方法：
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。
使用如下：
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
q.offer(1);
q.offer(2);
q.offer(3);
q.offer(4);
q.offer(5); // 从队尾入队列
System.out.println(q.size());
System.out.println(q.peek()); // 获取队头元素
q.poll();
System.out.println(q.poll()); // 从队头出队列，并将删除的元素返回
if(q.isEmpty()){
System.out.println("队列空");
}else{
System.out.println(q.size());
}
}
}
运行结果如下：
🎍队列的模拟实现
队列中既然可以存储元素，那底层肯定要有能够保存元素的空间，通过前面线性表的学习了解到常见的空间类型有两种：顺序结构 和 链式结构。
这里博主为大家演示一个双链表模拟实现队列
🚩创建队列
其实就是创建一个双链表，这里就不做过多赘述了，实现如下：
public static class ListNode {
ListNode next;
ListNode prev;
int value;
ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
ListNode first; // 队头
ListNode last; // 队尾
int size = 0;
🚩入队列
向双向链表位置插入新节点，做法如下：
- 创建一个节点newNode接收传进来的元素
- 判断该队列是否为null
- 若为null，则该元素就是队头
- 若不为null，则将该元素的前驱节点设置为last；
- last的后继节点变为newNode
- newNode变为新的尾节点
- size++
实现如下：
// 入队列
public void offer(int e) {
ListNode newNode = new ListNode(e);
if (first == null) {
first = newNode;
// last = newNode;
} else {
last.next = newNode;
newNode.prev = last;
// last = newNode;
}
last = newNode;
size++;
}
🚩出队列
将双向链表第一个节点删除掉，做法如下：
- 分为几种情况
- 当队列为空时
- 则直接返回队列为空的异常，自定义异常如下
public class EmptyException extends RuntimeException{
public EmptyException() {
}
public EmptyException(String message) {
super(message);
}
}
- 当队列中只有一个元素----链表中只有一个节点时—直接删除
- 当队列中有多个元素—链表中有多个节点----将第一个节点删除
实现如下：
// 出队列---将双向链表第一个节点删除掉
public int poll() {
// 1. 队列为空
// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除
// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除
int value = 0;
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
} else if (first == last) {
last = null;
first = null;
} else {
value = first.value;
first = first.next;
first.prev.next = null;
first.prev = null;
}
--size;
return value;
}
🚩获取队头元素
获取链表中第一个节点的值域
- 若队列为null，抛出异常
- 若不为null，返回队头的元素
实现如下：
// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域
public int peek() {
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
}
return first.value;
}
🚩获取队列长度
直接返回size就好
实现如下：
public int size() {
return size;
}
🚩判断是否为空
直接判断对头是否为null，然后返回就好
实现如下：
public boolean isEmpty(){
return first == null;
}
🚩完整代码
MyQueue实现如下：
public class MyQueue {
// 双向链表节点
public static class ListNode {
ListNode next;
ListNode prev;
int value;
ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
ListNode first; // 队头
ListNode last; // 队尾
int size = 0;
// 入队列---向双向链表位置插入新节点
public void offer(int e) {
ListNode newNode = new ListNode(e);
if (first == null) {
first = newNode;
// last = newNode;
} else {
last.next = newNode;
newNode.prev = last;
// last = newNode;
}
last = newNode;
size++;
}
// 出队列---将双向链表第一个节点删除掉
public int poll() {
// 1. 队列为空
// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除
// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除
int value = 0;
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
} else if (first == last) {
last = null;
first = null;
} else {
value = first.value;
first = first.next;
first.prev.next = null;
first.prev = null;
}
--size;
return value;
}
// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域
public int peek() {
if (first == null) {
throw new EmptyException("队列为空");
}
return first.value;
}
public int size() {
return size;
}
public boolean isEmpty(){
return first == null;
}
}
🌳双端队列 (Deque)
双端队列（deque）是指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列
deque 是 “double ended queue” 的简称。
那就说明元素可以从队头出队和入队，也可以从队尾出队和入队
Deque是一个接口，使用时必须创建LinkedList的对象。
在实际工程中，使用Deque接口是比较多的，栈和队列均可以使用该接口
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();//双端队列的线性实现
Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();//双端队列的链式实现
⭕总结
关于《 【数据结构】 栈（Stack）与栈的模拟实现》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下！
