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雙向順序隊列ArrayDeque和雙向鏈式隊列LinkedList，JDK已經包含，在此略。ArrayDeque包括順序棧和順序隊列，LinkedList包含鏈式棧和鏈式隊列。ArrayDeque和LinkedList都是線程不安全的。PriorityQueue優先隊列也在JDK。
1.順序隊列的實現
package lang;
import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;
/**
* @ClassName: ArrayQueue
* @Description: 順序隊列
* @date 2014年1月20日 下午3:46:19
* @param <T>
*/
public class ArrayQueue<T> implements Serializable{
/**
* @Fields serialVersionUID : TODO
*/
private static final long serialVersionUID = 7333344126529379197L;
private int DEFAULT_SIZE = 10;
private int capacity;//保存數組的長度
private Object[] elementData;//定義一個數組用于保存順序隊列的元素
private int front = 0;//隊頭
private int rear = 0;//隊尾
//以默認數組長度創建空順序隊列
public ArrayQueue() {
capacity = DEFAULT_SIZE;
elementData = new Object[capacity];
}
//以一個初始化元素來創建順序隊列
public ArrayQueue(T element) {
this();
elementData[0] = element;
rear++;
}
public ArrayQueue(int initSize) {
elementData = new Object[initSize];
}
/**
* 以指定長度的數組來創建順序隊列
* @param element 指定順序隊列中第一個元素
* @param initSize 指定順序隊列底層數組的長度
*/
public ArrayQueue(T element, int initSize) {
this.capacity = initSize;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
rear++;
}
/**
* @Title: size
* @Description: 獲取順序隊列的大小
* @return
*/
public int size() {
return rear - front;
}
/**
* @Title: offer
* @Description: 入隊
* @param element
*/
public void offer(T element) {
ensureCapacity(rear + 1);
elementData[rear++] = element;
}
private void ensureCapacity(int minCapacity) {
//如果數組的原有長度小于目前所需的長度
int oldCapacity = elementData.length;
if (minCapacity > oldCapacity) {
int newCapacity = (oldCapacity * 3) / 2 + 1;
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity = minCapacity;
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
/**
* @Title: poll
* @Description: 出隊
* @return
*/
public T poll() {
if (isEmpty()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("空隊列異常");
}
//保留隊列的front端的元素的值
T oldValue = (T) elementData[front];
//釋放隊列的front端的元素
elementData[front++] = null;
return oldValue;
}
/**
* @Title: peek
* @Description: 返回隊列頂元素，但不刪除隊列頂元素
* @return
*/
public T peek() {
if (isEmpty()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("空隊列異常");
}
return (T) elementData[front];
}
/**
* @Title: isEmpty
* @Description: 判斷順序隊列是否為空隊列
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
/**
* @Title: clear
* @Description: 清空順序隊列
*/
public void clear() {
//將底層數組所有元素賦為null
Arrays.fill(elementData, null);
front = 0;
rear = 0;
}
public String toString() {
if (isEmpty()) {
return "[]";
} else {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front; i < rear; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
}
}
}
2. 鏈式隊列的實現
package lang;
import java.io.Serializable;
/**
* @ClassName: LinkQueue
* @Description: 鏈式隊列
* @date 2014年1月21日 下午3:24:38
* @param <T>
*/
public class LinkQueue<T> implements Serializable{
/**
* @Fields serialVersionUID : TODO
*/
private static final long serialVersionUID = -6726728595616312615L;
//定義一個內部類Node，Node實例代表鏈隊列的節點。
private class Node {
private T data;//保存節點的數據
private Node next;//指向下個節點的引用
//無參數的構造器
public Node() {
}
//初始化全部屬性的構造器
public Node(T data, Node next) {
this.data = data;
this.next = next;
}
}
private Node front;//保存該鏈隊列的頭節點
private Node rear;//保存該鏈隊列的尾節點
private int size;//保存該鏈隊列中已包含的節點數
/**
* <p>Title: LinkQueue </p>
* <p>Description: 創建空鏈隊列 </p>
*/
public LinkQueue() {
//空鏈隊列，front和rear都是null
front = null;
rear = null;
}
/**
* <p>Title: LinkQueue </p>
* <p>Description: 以指定數據元素來創建鏈隊列，該鏈隊列只有一個元素</p>
*/
public LinkQueue(T element) {
front = new Node(element, null);
//只有一個節點，front、rear都指向該節點
rear = front;
size++;
}
/**
* @Title: size
* @Description: 獲取順序隊列的大小
* @return
*/
public int size() {
return size;
}
/**
* @Title: offer
* @Description: 入隊
* @param element
*/
public void offer(T element) {
//如果該鏈隊列還是空鏈隊列
if (front == null) {
front = new Node(element, null);
rear = front;//只有一個節點，front、rear都指向該節點
} else {
Node newNode = new Node(element, null);//創建新節點
rear.next = newNode;//讓尾節點的next指向新增的節點
rear = newNode;//以新節點作為新的尾節點
}
size++;
}
/**
* @Title: poll
* @Description: 出隊
* @return
*/
public T poll() {
Node oldFront = front;
front = front.next;
oldFront.next = null;
size--;
return oldFront.data;
}
/**
* @Title: peek
* @Description: 返回隊列頂元素，但不刪除隊列頂元素
* @return
*/
public T peek() {
return rear.data;
}
/**
* @Title: isEmpty
* @Description: 判斷順序隊列是否為空隊列
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
/**
* @Title: clear
* @Description: 清空順序隊列
*/
public void clear() {
//將front、rear兩個節點賦為null
front = null;
rear = null;
size = 0;
}
public String toString() {
//鏈隊列為空鏈隊列時
if (isEmpty()) {
return "[]";
} else {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (Node current = front; current != null; current = current.next) {
sb.append(current.data.toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
}
}
public static void main(String[] args) {
LinkQueue<String> queue = new LinkQueue<String>("aaaa");
//添加兩個元素
queue.offer("bbbb");
queue.offer("cccc");
System.out.println(queue);
//刪除一個元素后
queue.poll();
System.out.println("刪除一個元素后的隊列：" + queue);
//再次添加一個元素
queue.offer("dddd");
System.out.println("再次添加元素后的隊列：" + queue);
//刪除一個元素后，隊列可以再多加一個元素
queue.poll();
//再次加入一個元素
queue.offer("eeee");
System.out.println(queue);
}
}
3. 循環隊列的實現
package lang;
import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;
/**
* @ClassName: LoopQueue
* @Description: 循環隊列
* @date 2014年1月20日 下午3:47:14
*/
public class LoopQueue<T> implements Serializable{
/**
* @Fields serialVersionUID : TODO
*/
private static final long serialVersionUID = -3670496550272478781L;
private int DEFAULT_SIZE = 10;
private int capacity;//保存數組的長度
private Object[] elementData;//定義一個數組用于保存循環隊列的元素
private int front = 0;//隊頭
private int rear = 0;//隊尾
//以默認數組長度創建空循環隊列
public LoopQueue() {
capacity = DEFAULT_SIZE;
elementData = new Object[capacity];
}
//以一個初始化元素來創建循環隊列
public LoopQueue(T element) {
this();
elementData[0] = element;
rear++;
}
/**
* 以指定長度的數組來創建循環隊列
* @param element 指定循環隊列中第一個元素
* @param initSize 指定循環隊列底層數組的長度
*/
public LoopQueue(T element, int initSize) {
this.capacity = initSize;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
rear++;
}
//獲取循環隊列的大小
public int size() {
if (isEmpty()) {
return 0;
}
return rear > front ? rear - front : capacity - (front - rear);
}
//插入隊列
public void add(T element) {
if (rear == front && elementData[front] != null) {
throw new IndexOutOfBoundsException("隊列已滿的異常");
}
elementData[rear++] = element;
//如果rear已經到頭，那就轉頭
rear = rear == capacity ? 0 : rear;
}
//移除隊列
public T remove() {
if (isEmpty()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("空隊列異常");
}
//保留隊列的rear端的元素的值
T oldValue = (T) elementData[front];
//釋放隊列的rear端的元素
elementData[front++] = null;
//如果front已經到頭，那就轉頭
front = front == capacity ? 0 : front;
return oldValue;
}
//返回隊列頂元素，但不刪除隊列頂元素
public T element() {
if (isEmpty()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("空隊列異常");
}
return (T) elementData[front];
}
//判斷循環隊列是否為空隊列
public boolean isEmpty() {
//rear==front且rear處的元素為null
return rear == front && elementData[rear] == null;
}
//清空循環隊列
public void clear() {
//將底層數組所有元素賦為null
Arrays.fill(elementData, null);
front = 0;
rear = 0;
}
public String toString() {
if (isEmpty()) {
return "[]";
} else {
//如果front < rear，有效元素就是front到rear之間的元素
if (front < rear) {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front; i < rear; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
}
//如果front >= rear，有效元素為front->capacity之間、0->front之間的
else {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front; i < capacity; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
for (int i = 0; i < rear; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
LoopQueue<String> queue = new LoopQueue<String>("aaaa", 3);
//添加兩個元素
queue.add("bbbb");
queue.add("cccc");
//此時隊列已滿
System.out.println(queue);
//刪除一個元素后，隊列可以再多加一個元素
queue.remove();
System.out.println("刪除一個元素后的隊列：" + queue);
//再次添加一個元素，此時隊列又滿
queue.add("dddd");
System.out.println(queue);
System.out.println("隊列滿時的長度：" + queue.size());
//刪除一個元素后，隊列可以再多加一個元素
queue.remove();
//再次加入一個元素，此時隊列又滿
queue.add("eeee");
System.out.println(queue);
}
}
以上這篇java隊列實現方法(順序隊列,鏈式隊列,循環隊列)就是小編分享給大家的全部內容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持億速云。
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