02-队列

标准库中的队列

Java的标准库中，队列接口Queue定义了以下几个方法：

• int size() : 获取队列长度

• boolean offer(E) : 添加元素到队尾，返回false

  boolean add(E) : throw Exception

• E poll() : 获取队首元素并从队列中删除，返回null

  E remove() : throw Exception

• E peek() : 获取队首元素并不从队列中删除，返回null

  E element() : throw Exception

• queue.contains() : 通过遍历队列来查找指定元素，返回true/false

一些实现类型：

• LinkedList : 不限制容量，双向链表结构
• ArrayBlockingQueue : 具有固定的容量，由数组支持
• LinkedBlockingQueue：可以指定最大容量，也可以默认；基于链表实现
• PriorityQueue : 不限制容量；基于优先级堆实现；最小或最大元素始终位于队列的头部

双向队列Deque：扩展自Queue

• offerFirst(),offerLast()等
• 实现类有: LinkedList，ArrayDeque

算法题中的队列：

//单调队列
Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();

deque.peekLast();
deque.pollLast();
deque.offerLast(i);

deque.peekFirst();
deque.pollFirst();

//优先级队列

//小顶堆(默认)
PriorityQueue queue = new PriorityQueue<Integer>(
	new Comparator<Integer>(){
        @Override
        public int compare(Integer o1,Integer o2){
            return o1 - o2;
        }
    }
);

//大顶堆
PriorityQueue queue = new PriorityQueue<Integer>(
	new Comparator<Integer>(){
        @Override
        public int compare(Integer o1,Integer o2){
            return o2 - o1;
        }
    }
);

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数组模拟队列

package queue;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
		char key = ' ';
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		boolean loop = true;
		while(loop) {
			System.out.println("s(show):显示队列");
			System.out.println("e(exit):退出程序");
			System.out.println("a(add):添加数据到队列");
			System.out.println("g(get):从队列取出数据");
			System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
			key = scanner.next().charAt(0);  //接受一个字符
			switch(key) {
			case 's':
				arrayQueue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("请输入一个数字");
				int value = scanner.nextInt();
				arrayQueue.addQueue(value);
				break;
			case 'g':
				try {
					int res = arrayQueue.getQueue();
					System.out.printf("取出的数据是 %d\n",res);
				}catch(Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				try {
					int head = arrayQueue.headQueue();
					System.out.printf("队列头数据为%d\n", head);
				}catch(Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			}
		}
	}

}

class ArrayQueue{
	private int maxSize;
	private int front;
	private int rear;
	private int[] arr;
	
	public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
		maxSize = arrMaxSize;
		arr = new int[maxSize];
		front = -1;  //指向队列头的前一个位置
		rear = -1;  //指向队列尾部
	}
	
	//判满
	public boolean isFull() {
		return rear == maxSize - 1;
	}
	
	//判空
	public boolean isEmpty() {
		return front == rear;
	}
	
	//添加数据到队列
	public void addQueue(int n) {
		if(isFull()) {
			System.out.println("队列满，无法加入数据");
			return;
		}
		rear++;
		arr[rear] = n;
	}
	
	//出队列
	public int getQueue() {
		if(isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列空，无法取数据");
		}
		front++;
		return arr[front];
	}
	
	//显示队列所有数据
	public void showQueue() {
		if(isEmpty()) {
			System.out.println("队列空，没有数据");
			return;
		}
		for(int i = 0;i<arr.length;i++) {
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]);
		}
	}
	
	//显示队列头数据
	public int headQueue() {
		if(isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列空，无头数据");
		}
		return arr[front+1];
	}
}

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