java队列--先进先出（循环队列、链队列）

队列： 只允许在一端进行插入操作（队尾），在另一端进行删除操作（队头）。 队列的特征就是：先进先出。

队列的思想及实现也同样非常简单。在生活中的各种常常都需要排队进行，键盘中缓存区、操作系统中的作业调度等都有用到队列先进先出的思想。在这里同样用一个示意图展示队列的基本思想。

下面笔者才用数组存储元素，实现了一个循环队列。

队列中最重要的一个方法就是队列是否满的判断，

判断队列是否为满。队满： rear + 2 = front 或 front + maxSize -2 = rear

判断队列是否为空。队空： rear + 1 = front 或 front + maxSize -1 = rear

/** 判断队列是否为空。队空： rear + 1 = front 或 front + maxSize -1 = rear *  通过数组容量比队列数据项的最大值大一，来区分对空和对满。 */public boolean isEmpty(){return (rear + 1 == front || front + maxSize -1 == rear);  } /**判断队列是否为满。 队满： rear + 2 = front 或 front + maxSize -2 = rear  * 通过数组容量比队列数据项的最大值大一，来区分对空和对满。  */public boolean isFull(){return (rear + 2 == front || front + maxSize -2 == rear);}

获取队列大小（元素个数）：可以通过队头队尾计算出队列的大小，也可以通过一个计数器，当入队是加1，出队是减1.

/** 获取队列的大小 */public int queueSize(){if(rear >= front){return rear - front +1;}else {return maxSize - front + (rear + 1);}}

出队入队查看队头元素：

入队                           出队 

全部代码及测试： 

package org.TT.Queue;/** * 循环队列： 先进先出 *        队列同样是个概念上的辅助工具。这里采用数组完成队列的操作，仍然采用泛型 *        队列的数据项的入队、出队时间复杂度为常数 O(1)。 *        通过队头队尾指针的移动保存所有数据位置不动，而不是移动数据项。 *        在这里，数组的大小比队列存放数据元素大1，主要是为了方便队满的判断。 */public class Queue<T> {private int maxSize;   // 队列最多容纳数量private Object[] queueArray;private int front;   // 队头private int rear;// 队尾private int size;public Queue(int length) {maxSize = length;queueArray = new Object[maxSize];front = 0;   rear = -1; size = 0;}/**入队： 先将rear(队为指针) 加1， 后将数据项存入rear的位置。 *当rear 指向maxSize -1 的位置时，将rear 设置为-1（循环队列），加1 后存入数据项。 */public void enQueue(T str){if(isFull()){    // 入队之前先检查队列是否已满，已满则抛出异常。throw new RuntimeException("队列已满，" + str + " 不能入队！");}if(rear == maxSize -1){rear = -1;}queueArray[++rear] = str;  // 先将 rear 加1，后取值size++;}/**出队： 先取出front 的值，然后将front 减1  * 如果 front 超过了数组的顶端，将 front 设置为 0（循环队列） */@SuppressWarnings("unchecked")public T deQueue(){if(isEmpty()){   // 出队之前先检查队列是否为空， 为空则抛出异常。throw new RuntimeException("队列为空，不能出队！");}T str = (T) queueArray[front++];  // 先去 queueArray[front] 的值，后将front 加1if(front == maxSize){front = 0;}size--;return str;}/**查看对头数据项 */@SuppressWarnings("unchecked")public T peek(){if(isEmpty()){   // 查看队头时，判断是否为空， 为空则抛出异常。throw new RuntimeException("队列为空！");}return (T) queueArray[front];}/** 判断队列是否为空。队空： rear + 1 = front 或 front + maxSize -1 = rear *  通过数组容量比队列数据项的最大值大一，来区分对空和对满。 */public boolean isEmpty(){return (rear + 1 == front || front + maxSize -1 == rear);  } /**判断队列是否为满。 队满： rear + 2 = front 或 front + maxSize -2 = rear  * 通过数组容量比队列数据项的最大值大一，来区分对空和对满。  */public boolean isFull(){return (rear + 2 == front || front + maxSize -2 == rear);}/** 获取队列的大小 */public int queueSize(){/* 可以通过队头队尾计算出队列的大小，也可以通过一个计数器，当入队是加1，出队是减1. if(rear >= front){return rear - front +1;}else {return maxSize - front + (rear + 1);}*/return size;}public static void main(String[] args) {Queue<String> queue = new Queue<>(5);queue.enQueue("a");queue.enQueue("b");queue.enQueue("c");queue.enQueue("d");queue.deQueue();queue.deQueue();System.out.println("队列是否为空： " + queue.isEmpty() + "  队列是否满： " + queue.isFull());System.out.println("队列大小：" + queue.queueSize());int size = queue.queueSize();for(int i = 0; i < size; i++){String str = queue.deQueue();System.out.print(str + " ");}}}

  结果

  关于链队列只是在单链表的基础上多了简单的修改，在单链表中添加一个尾指针即可，每次入队、出队只分别对单链表的队尾和队首进行插入和删除在操作，由于链队没有队满的限制，所以相对于非常简单，而判空操作只需判断 front == rear 是否成立。 在这里笔者就不列出链队列。在java库中也有队列相关的接口及实现并且还有双端队列、优先队列等类。