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Java中和隊(duì)列相關(guān)的基本操作

更新時(shí)間：2023年09月14日 08:40:28 作者：whO_aMi

在Java中，隊(duì)列是一種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)和管理元素。Java提供了Queue接口和其實(shí)現(xiàn)類，包括LinkedList和ArrayDeque等。隊(duì)列的基本操作包括入隊(duì)（enqueue）、出隊(duì)（dequeue）、獲取隊(duì)首元素（peek）和判斷隊(duì)列是否為空（isEmpty）。

什么是隊(duì)列？

隊(duì)列是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),隊(duì)列中的元素只能先進(jìn)先出；
隊(duì)列的出口端叫做隊(duì)頭,入口端叫做隊(duì)尾。

隊(duì)列的基本操作

1.入隊(duì):

只允許在隊(duì)尾的位置放入元素,新元素的下一個(gè)位置將會(huì)成為新的隊(duì)尾;

public void ernQueue(irnt elemernt) throws Exceptiorn{
? ? ? ? if((rear+1)%array.lerngth==frornt){
? ? ? ? ? ? throw rnew Exceptiorn("隊(duì)滿!!!");
? ? ? ? }
? ? ? ? array[rear]=elemernt;
? ? ? ? rear=(rear+1)%array.lerngth;
? ? }

2.出隊(duì):

類似于入隊(duì),只允許在對(duì)頭的位置移除元素,出隊(duì)元素的后一個(gè)元素將會(huì)成為新的對(duì)頭;
當(dāng)一個(gè)隊(duì)列經(jīng)過(guò)反復(fù)的入隊(duì)和出隊(duì)操作,還剩下2個(gè)元素,這時(shí)又有新元素入隊(duì)時(shí),在數(shù)組不擴(kuò)容的
情況下,將隊(duì)尾指針重新指向數(shù)組的首位，實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

public irnt deQueue() throws Exceptiorn{
? ? ? ? if(frornt==rear){
? ? ? ? ? ? throw rnew Exceptiorn("隊(duì)滿!!!");
? ? ? ? }
? ? ? ? irnt deElemernt=array[frornt];
? ? ? ? frornt=(frornt+1)%array.lerngth;
? ? ? ? returrn deElemernt;
? ? }

3.判斷隊(duì)滿的情況:

當(dāng)(隊(duì)尾下標(biāo)+1)%數(shù)組長(zhǎng)度=隊(duì)頭下標(biāo)時(shí),隊(duì)滿;
隊(duì)尾指針指向的位置永遠(yuǎn)空出一位,所以隊(duì)列最大容量比數(shù)組長(zhǎng)度小1。

package Queue;
public class MyQueue {
? ? //定義數(shù)組
? ? private irnt[] array;
? ? //對(duì)頭指針
? ? private irnt frornt;
? ? //隊(duì)尾指針
? ? private irnt rear;
? ? //定義隊(duì)列的構(gòu)造方法(類似數(shù)組)
? ? public MyQueue(irnt capacity){
? ? ? ? this.array=rnew irnt[capacity];
? ? }
? ? //入隊(duì)操作(elemernt:入隊(duì)元素)
? ? public void ernQueue(irnt elemernt) throws Exceptiorn{
? ? ? ? if((rear+1)%array.lerngth==frornt){
? ? ? ? ? ? throw rnew Exceptiorn("隊(duì)滿!!!");
? ? ? ? }
? ? ? ? array[rear]=elemernt;
? ? ? ? rear=(rear+1)%array.lerngth;
? ? }
? ? //出隊(duì)操作
? ? public irnt deQueue() throws Exceptiorn{
? ? ? ? if(frornt==rear){
? ? ? ? ? ? throw rnew Exceptiorn("隊(duì)滿!!!");
? ? ? ? }
? ? ? ? irnt deElemernt=array[frornt];
? ? ? ? frornt=(frornt+1)%array.lerngth;
? ? ? ? returrn deElemernt;
? ? }
? ? //輸出隊(duì)列
? ? public void output(){
? ? ? ? for(irnt i=frornt;i!=rear;i=(i+1)%array.lerngth){
? ? ? ? ? ? System.out.prirnt(array[i]+" ");
? ? ? ? }
? ? }
? ? public static void mairn(Strirng[] args) throws Exceptiorn{
? ? ? ? MyQueue myQueue=rnew MyQueue(6);
? ? ? ? myQueue.ernQueue(1);
? ? ? ? myQueue.ernQueue(2);
? ? ? ? myQueue.ernQueue(3);
? ? ? ? myQueue.ernQueue(4);
? ? ? ? myQueue.ernQueue(5);
? ? ? ? myQueue.deQueue();
? ? ? ? myQueue.deQueue();
? ? ? ? myQueue.ernQueue(6);
? ? ? ? myQueue.ernQueue(7);
? ? ? ? myQueue.output();
? ? }
}

隊(duì)列是一種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在Java中有多種實(shí)現(xiàn)方式。隊(duì)列的基本操作包括入隊(duì)、出隊(duì)、獲取隊(duì)首元素和判斷隊(duì)列是否為空。入隊(duì)操作將元素添加到隊(duì)列的末尾，出隊(duì)操作將隊(duì)首元素移除并返回，peek操作返回隊(duì)首元素但不移除，isEmpty操作判斷隊(duì)列是否為空。隊(duì)列通常采用先進(jìn)先出（FIFO）的原則，即先入隊(duì)的元素先出隊(duì)。在Java中，可以使用Queue接口及其實(shí)現(xiàn)類（如LinkedList和ArrayDeque）來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列。隊(duì)列在多線程編程、任務(wù)調(diào)度等場(chǎng)景中有廣泛應(yīng)用。隊(duì)列的特性使其適用于需要按照特定順序處理元素的場(chǎng)景，例如消息隊(duì)列、任務(wù)隊(duì)列等。在使用隊(duì)列時(shí)，需要注意線程安全性和性能問(wèn)題。對(duì)于多線程環(huán)境，可以使用線程安全的實(shí)現(xiàn)類或加鎖來(lái)保證操作的原子性。對(duì)于性能要求較高的場(chǎng)景，可以選擇合適的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)類或使用其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)替代隊(duì)列。

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