Java队列数据结构的实现方法是什么

这篇文章主要介绍“Java队列数据结构的实现方法是什么”，在日常操作中，相信很多人在Java队列数据结构的实现方法是什么问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Java队列数据结构的实现方法是什么”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

1.队列的基本概念

什么是队列?

• 队列是一种特殊的线性表

• 它只允许在表的前端（队头）进行删除操作

• 在表的后端（队尾）进行插入操作

• 队列是一个有序表(可以用数组或链表实现)

• 队列先进先出

• 队列开辟的是一块连续的空间

顺序队列中的溢出现象：

• 真溢出：当队列满时，做进栈运算产生空间溢出的现象。

• 假上溢：由于入队和出队操作中，头尾指针只增加不减小，致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时，也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。

2.循环队列

在实际使用队列时，为了使队列空间能重复使用，往往对队列的使用方法稍加改进：无论插入或删除，一旦rear指针增1或front指针增1 时超出了所分配的队列空间，就让它指向这片连续空间的起始位置。自己真从MaxSize-1增1变到0，可用取余运算rear%MaxSize和front%MaxSize来实现。这实际上是把队列空间想象成一个环形空间，环形空间中的存储单元循环使用，用这种方法管理的队列也就称为循环队列。除了一些简单应用之外，真正实用的队列是循环队列

3.实现思路

由于普通队列存在溢出问题所以这里用数组来实现环形队列

• front指向队列的首元素 初始为0

• rear指向队列尾元素的后一个位置 (空出来的一块空间作为约定)初始为0

• 队列满的条件：(rear+1) % maxSize = front

• 队列空的条件：rear = front

• 队列中元素的个数：(rear+maxSize-front) % maxSize

为什么队列满的条件是(rear+1) % maxSize = front

(1)假设rear>front
rear-front=maxSize-1
rear+1-maxSize=front
由于当rear>front队列满时rear+1一定等于maxSize
(rear+1) % maxSize = rear+1-maxSize =0
(2)假设front>rear
front-rear=1
rear+1=front
由于当front>rear时rear+1一定小于maxSize
所以(rear+1) % maxSize=rear+1
(3)有上述所示可以得出队列满的条件是(rear+1) % maxSize = front
元素个数的计数与这相似

4.代码实现

public class Queue {    private int maxSzie; //队列中能存储的最大个数    private int frontPoint; //头指针指向队头    private int rearPoint; //尾指针指向队尾的后一个数据    private int[] array; //模拟队列的数组        public Queue(int max) {        maxSzie = max;        frontPoint = 0;        rearPoint = 0;        array = new int[max];    }        public boolean isEmpty(){        return frontPoint == rearPoint;    }        public boolean isFull(){        return (rearPoint+1)%maxSzie == frontPoint;    }        public void add(int x){        if (isFull()){            System.out.println("当前队列已满");            return;        }        //添加数据        array[rearPoint] = x ;        //后移尾指针        rearPoint = (rearPoint+1) % maxSzie;        System.out.println("添加成功");    }        public int remove(){        if (isEmpty()){            throw new RuntimeException("当前队列为空");        }        //把队头的值赋值给临时变量        int x = array[frontPoint];        //移除数据后头指针需要向后移动 时其指向新的队头        frontPoint = (frontPoint+1) % maxSzie;        System.out.println("移除成功");        return x;    }        public int gethead(){        if (isEmpty()){            throw new RuntimeException("当前队列为空");        }        return array[frontPoint];    }        public void show(){        int x = 0;       for (int i = frontPoint; i <= (rearPoint+maxSzie-frontPoint)%maxSzie; i++) {            x++;            System.out.println("队列的第"+x+"个数据是"+array[i]);        }    }}

public class QueueTest {    public static void main(String[] args) {        Queue queue = new Queue(5);        Scanner scanner = new Scanner(System.in);        char systemIn = ' ';        boolean noEnd = true;        while (noEnd){            System.out.println("a:add(添加数据)");            System.out.println("r:remove(删除数据)");            System.out.println("h:head(获取队头)");            System.out.println("s:show(遍历队列)");            System.out.println("e:exit(退出程序)");            System.out.println("请输入字符");            systemIn = scanner.next().charAt(0);            switch (systemIn){                case 'a':                    System.out.println("请输入入队的数据(数字)");                    int x = Integer.parseInt(scanner.next());                    queue.add(x);                    break;                case 'r':                    queue.remove();                    break;                case 'h':                    int head = queue.gethead();                    System.out.println("队头是"+head);                    break;                case 's':                    queue.show();                    break;                case 'e':                    noEnd = false;                    break;            }        }    }}

5.测试

插入元素:

当添加到第五个的时候队列已满插入失败:

遍历队列:

移除元素:

查看队头:

删除一个元素后再次遍历队列:

到此，关于“Java队列数据结构的实现方法是什么”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注编程网网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！