链队列的实现
队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时,称为空队列。
队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队,从队列中删除一个队列元素成为出队。因为队列只允许在一段插入,在另一端删除,所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除,故队列又称为先进先出(FIFO—first in first out)线性表。
![](http://f.hiphotos.baidu.com/baike/c0%3Dbaike80%2C5%2C5%2C80%2C26/sign=35768ebb0ff3d7ca18fb37249376d56c/cdbf6c81800a19d8116a4d8030fa828ba71e46ce.jpg)
顺序队列中的溢出现象:
(1) "下溢"现象:当队列为空时,做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象,常用作程序控制转移的条件。
(2)"真上溢"现象:当队列满时,做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态,应设法避免。
(3)"假上溢"现象: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。该现象称为"假上溢"现象。
![](http://e.hiphotos.baidu.com/baike/c0%3Dbaike80%2C5%2C5%2C80%2C26/sign=a6c8b7582d738bd4d02cba63c0e2ecb3/7dd98d1001e939015d4345bb78ec54e737d196f6.jpg)
队列的常用操作:
(1)初始化队列: 初始条件:队列 不存在。操作结果:构造了一个空队或者带有一个对头的的队列;
(2)入队操作:初始条件: 队列存在。操作结果: 对已存在的队列,插入一个元素x 到队尾,队发生变化;
(3)出队操作:初始条件: 队列 存在且非空,操作结果: 删除队首元素,并返回其值,队发生变化;
(4)读队头元素:初始条件: 队列 存在且非空,操作结果: 读队头元素,并返回其值,队不变;
(5)判队空操作:初始条件: 队列 存在,操作结果: 若队列为空则返回为true,否则返回为false;
(6)清空队列操作:初始条件:队列存在,操作结果:清空队列,队列的长度为0;
(7)计算队列长度:初始条件:队列存在,操作结果:计算并返回队列长度。
队列常用操作算法的时间和空间复杂度均为O(1);
实现代码:
package com.wxisme.linkqueue; import java.util.Scanner; /** * 链队列的实现 * @time 2015/8/16 0:16 * @author wxisme * */ public class LinkQueue<T> { private class Node { private T data; private Node next; public Node() {} public Node(T data) { this.data = data; } } private Node front; /*队头*/ private Node rear; /*队尾*/ private int size; /*长度*/ public LinkQueue() { front = null; rear = null; } public LinkQueue(T data) { front = new Node(data); rear = front; size ++; } //队列的长度 public int size() { return size; } //从队尾入队 public void add(T data) { if(front == null) { front = new Node(data); rear = front; size ++; } else { Node node = new Node(data); rear.next = node; rear = node; size ++; } } //从队头出队 public T remove() { T t = null; if(front != null) { t = front.data; Node node = front; front = front.next; node.next = null;//释放对头元素的引用,等待垃圾回收。 size --; } else { try { throw new Exception("队列已经为空,不能移除元素!"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } return t; } //读取对头元素 public T peek() { if(front == null) { try { throw new Exception("队列为空,不能读取对头元素!"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } else { return front.data; } } //清空队列 public void clear() { front = rear = null; size = 0; } //判断是否为空 public boolean isEmpty() { return size==0; } public String toString() { if(isEmpty()) { return "[]"; } else { StringBuilder str = new StringBuilder("[" + front.data); for(Node node=front.next; node!=null; node=node.next) { str.append(","+node.data); } str.append("]"); return str.toString(); } } /** * 测试代码 * @param args */ public static void main(String[] args) { LinkQueue<Character> queue = new LinkQueue<Character>(); Scanner scan = new Scanner(System.in); for(int i=0; i<5; i++) { queue.add((char)('a'+i)); } System.out.println(queue); queue.remove(); System.out.println(queue); System.out.println("队列是否为空:" + queue.isEmpty()); System.out.println("队列的长度:" + queue.size()); System.out.println("队头元素为:" + queue.peek()); System.out.println("清空队列"); queue.clear(); System.out.println("队列是否为空:" + queue.isEmpty()); } }
测试结果:
[a,b,c,d,e]
[b,c,d,e]
队列是否为空:false
队列的长度:4
队头元素为:b
清空队列
队列是否为空:true
作者:Pickle
声明:对于转载分享我是没有意见的,出于对博客园社区和作者的尊重一定要保留原文地址哈。
致读者:坚持写博客不容易,写高质量博客更难,我也在不断的学习和进步,希望和所有同路人一道用技术来改变生活。觉得有点用就点个赞哈。
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