队列的定义:
像栈一样,队列(queue)也是表。使用队列插入在一端进行删除则在另一端进行。比如说键盘进行字母或数字的输入,到显示器上如记事本上输出,其实这就是队列的应用。
队列是只允许在一端进行插入操作,而在另一端删除的线性表。
队列是一种先进先出的线性表,简称FIFO
允许插入的一端是队尾,允许删除的一端是队头。
队列的基本操作是enqueue(人队),它是在表的末端(叫作队尾( rear))插入一个元素,和
dequeue(出队),它是删除(并返回)在表的开头(叫作队头( front))的元素。下图显示一个队列的
抽象模型。
队列接口Queue的定义:
+int getSize() 获取队列中的元素
+boolean isEmpty() 判断队列是否为空
+void enqueue() 从队头添加一个元素
+E dequeue() 从队尾删除一个元素
+E getFront() 获取队头元素
+E getRear() 获取队尾元素
+E clear() 清空队列
package DS01.动态数组;
public interface Queue<E> extends Iterable<E>{
//获取队列中元素的个数
int getSize();
//判断队列是否为空
boolean isEmpty();
//入队一个元素
void enqueue(E e);
//出队一个元素
E dequeue();
//获取队头
E getFront();
//获取队尾
E getRear();
//清空队列
void clear();
}
队列的顺序存储结构ArrayQueue的定义:
队列的顺序存储结构——入队操作
Front和Rear一开始都指向队头的前面,此时队列为空,当进入元素是,Front不动,Rear跟随进入的元素进行++。即队尾进入元素。
队列的顺序存储结构——出队操作
从队头开始删除元素,每删除一个元素,后面的元素都向前移动,然后Front不动,Rear–。
队列顺序存储结构的弊端
队列的顺序存储结构本身是由ArrayList实现的
在数据元素入队的时候,相当于在ArrayList表尾添加元素
在数据元素出队的时候,相当于在ArrayList表头删除元素
很明显,入队的时间复杂度0(1).出队的时间复杂度0(n) .
线性表增删数据元素时间复杂符都是O(),但是这个是按平均算的
队列的出队时间复杂度O(),可不是按平均算的,因为每次出队都是0(n)
队列的代码:
package DS01.动态数组;
/*
队列的顺序存储结构
*/
import java.util.Iterator;
public class ArrayQueue<E> implements Queue<E> {
//定义线性表对象list
private ArrayList<E> list;
//默认无参构造函数
public ArrayQueue(){
list=new ArrayList<>();
}
//
@Override
public int getSize() {
return list.getSize();
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return list.isEmpty();
}
@Override
public void enqueue(E e) {
list.addLast(e);
}
@Override
public E dequeue() {
return list.removeFirst();
}
@Override
public E getFront() {
return list.getFirst();
}
@Override
public E getRear() {
return list.getLast();
}
@Override
public void clear() {
list.clear();
}
@Override
public Iterator<E> iterator() {
return list.iterator();
}
//使用toSting返回数组的格式
@Override
public String toString() {
StringBuilder sb=new StringBuilder();
sb.append(String.format("ArrayQueue: %d/%d\n",getSize(),list.getCapacity()));
sb.append('[');
if(isEmpty()){
sb.append(']');
}else{
for(int i=0;i<list.getSize();i++){
sb.append(list.get(i));
if(i==list.getSize()-1){
sb.append(']');
}else{
sb.append(',');
}
}
}
return sb.toString();
}
}
实现代码:
package DS01.动态数组;
public class TestArrayQueue {
public static void main(String[] args) {
ArrayQueue<Integer> queue=new ArrayQueue<>();
for(int i=1;i<=15;i++){
queue.enqueue(i);
}
System.out.println(queue);
for(int i=1;i<=10;i++){
queue.dequeue();
}
System.out.println(queue);
}
}