队列

简介

栈是“后进先出”(LIFO,Last InFirst Out)的数据结构,与之相反,队列是“先进先出”(FIFO,First InFirst Out)的数据结构

队列的作用就像售票口前的人们站成的一排一样:第一个进入队列的人将最先买到票,最后排队的人最后才能买到票

在计算机操作系统或网路中,有各种队列在安静地工作着。打印作业在打印队列中等待打印。当敲击键盘时,也有一个存储键盘键入内容的队列,如果我们敲击了一个键,而计算机又暂时在做其他事情,敲击的内容不会丢失,它会排在队列中等待,直到计算机有时间来读取它,利用队列保证了键入内容在处理时其顺序不会改变

栈的插入和删除数据项的命名方法很标准,成为push和pop,队列的方法至今也没有一个标准化的方法,插入可以称作put、add或enque等,删除可以叫作delete、get、remove或deque等

队列示意图

20141208090013797.jpg

随着队头元素不断地移除,数组前面空出的位置会越来越多,当队尾指针移到最后的位置时,即使队列没有满,我们也不能再插入新的数据项了,如下图:


2.jpg

解决这种缺点的方法是环绕式处理,即让队尾指针回到数组的第一个位置,
形成循环队列(也成为缓冲环)。虽然在存储上是线形的,但是在逻辑上它是一个首尾衔接的环形:


3.png
public class Queue {
    private int[] queues;
    private int maxSize;
    private int front;
    private int rear;
    private int length;

    public Queue(int maxSize) {
        queues = new int[maxSize];
        this.maxSize = maxSize;
        this.front = 0;
        this.rear = -1;
        this.length = 0;
    }

    //插入
    public void insert(int value) throws Exception {
       if (isFull()){
           throw new Exception("队列已满");
       }
       if (rear == maxSize -1){
           rear = -1;
       }
       queues[++rear] = value;
       length++;
    }
    //移除
    public boolean remove() throws Exception {
     if (isEmpty()){
         throw new Exception("队列为空");
     }
     int elem = queues[front++];
     if (front == maxSize){
         front = 0;
     }
     length--;
     return true;
    }
    //查看队头元素
    public int peek() throws Exception {
        if (isEmpty()){
            throw new Exception("队列为空!");
        }
      return queues[front];
    }
    //获取队列长度
    public int getSize(){
        return length;
    }
    //判空
    public boolean isEmpty(){
        return (length == 0);
    }
    //判满
    public boolean isFull(){
        return (length == maxSize);
    }

    public void display(){
        if (front < rear){
         for (int i = front;i <= rear;i++){
           System.out.print(queues[i]+" ");
         }
         System.out.print("\n");
        }else {
            for (int i = front;i < maxSize;i++){
                System.out.print(queues[i]+" ");
            }
            for (int i = rear;i < front;i++){
                System.out.print(queues[i]+" ");
            }
        }
    }
}
//测试
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Queue queue = new Queue(5);
        queue.insert(1);
        queue.display();
        queue.remove();
        queue.display();
        System.out.println(queue.peek());
        System.out.println(queue.getSize());
        queue.insert(6);
        queue.display();
    }

优先级队列

优先级队列有一个队头和一个队尾,并且也是从队头移除数据,从队尾插入数据,不同的是,在优先级队列中,数据项按关键字的值排序,数据项插入的时候会按照顺序插入到合适的位置。(简单来说就是按照优先级排序,插入按照优先级大小插入)。

插入图
1.jpeg
删除图
2.jpeg

除了可以快速访问优先级最高的数据项,优先级队列还应该可以实现相当快的插入,因此,优先级队列通常使用一种称为堆的数据结构来实现。具体实现如下:

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