队列学习

队列也是一种线性表，具有两种数据存储结构，队列中只允许在队尾插入和在队头删除，是先进先出表。

和堆栈一样我们先定义队列中基本的功能并提供接口：

package StackAndQueue;/*** @author sun* 创建时间：2017年4月3日上午10:44:29*//* * 封装队列的常用操作，提供接口： * 入队列append(obj):把数据元素obj插入队尾 * 出队列delete():把队头数据元素删除并由函数返回 * 取队头数据元素getFront():取队头数据元素并由函数返回 * 非空否notEmpty():非空否，若非空返回true，否则返回false */public interface Queue {public void append(Object obj)throws Exception;public Object delete()throws Exception;public Object getFront()throws Exception;public boolean notEmpty();}

顺序队列：顺序存储结构的队列，有两个指针，队头front指向队列中排在第一位的元素，队尾rear指向队列中排在最后的元素的下一个位置，类似于顺序堆栈中的top。

假溢出问题：给定长度的数组来作为顺序队列的存储空间，有新元素加入rear就会向后移位，有元素删除front也会向后移位，当rear已经指向数组最后元素的后一位置，但数组并没有用掉所有空间，因为有部分出队列，这时再次添加元素就会发生溢出，即所谓的假溢出。

解决办法：采用顺序循环队列，rear指向数组最后一个位置时，再次添加就会自动到0。这样，我们下标的计算方法就不是简单加1，而是rear=(rear+1) % maxSize。

新的问题：解决了假溢出，但发现，当队列为空和队满时，都是rear==front，无法区分两种状态。

解决办法：（1）少用一个存储空间，判满：(rear+1) % maxSize == front；判空：rear == front。

    （2）设置一个标志位tag，入队tag=1，出队tag=0，判满：rear == front && tag==1；判空：rear == front && tag==0。

    （3）设置一个计数器count，入队加1，出队减1，判满：count>0 && rear == front；判空：count == 0；该法最好。

解决了问题，下面就是建立队列类：

定义顺序循环队列类：

package StackAndQueue;/*** @author sun* 创建时间：2017年4月3日上午11:02:55*//*建立顺序循环队列类实现接口 * 队头front指向第一个元素，队尾rear指向最后一个入队列元素的下一个位置。 * 循环队列的队满和队空，都有rear==front * 我们采用计数器来判断队满和队空 */public class SeqQueue implements Queue{static final int defaultSize = 10;int front;//队头int rear;//队尾int count;//计数器，元素个数int maxSize;//最大数据元素个数Object[] data;//保存队列元素的数组public SeqQueue(){initiate(defaultSize);}public SeqQueue(int sz){initiate(sz);}private void initiate(int sz){//初始化maxSize = sz;front = rear = 0;count = 0;data = new Object[sz];}public void append(Object obj)throws Exception{if(count>0 && rear==front){throw new Exception("队列已满！");}data[rear] = obj;rear = (rear+1) % maxSize;count++;}public Object delete()throws Exception{if(count==0){throw new Exception("队列已空！");}Object temp = data[front];front = (front+1) % maxSize;count--;return temp;}public Object getFront()throws Exception{if(count==0){throw new Exception("队列已空！");}return data[front];}public boolean notEmpty(){return count != 0;}}

定义链式队列类：（不再重复建立结点类）

package StackAndQueue;/*** @author sun* 创建时间：2017年4月3日下午7:57:18*//* * 建立链式队列类实现接口 * 链式队列和堆栈一样通常设计为不带头结点的结构； * 链式队列中front指向第一个元素，rear指向最后一个元素（注意：不是最后一个元素的下一个位置） * */public class LinQueue implements Queue {Node front;Node rear;int count;public LinQueue(){initiate();}private void initiate(){front = rear = null;//这里不能等于0，因为front和rear不代表下标，而是指针count = 0;}public void append(Object obj){//不用抛出异常，因为链式存储结构不会存在满的情况Node newNode = new Node(obj,null);if(rear!=null)rear.next = newNode;rear = newNode;if(front==null)front = newNode;//毕竟没有头结点，不能用front.next，会造成头结点count++;}public Object delete()throws Exception{if(count==0){throw new Exception("队列已空");}Node temp = front;front = front.next;count--;return temp.getElement();}public Object getFront()throws Exception{if(count==0){throw new Exception("队列已空");}return front.getElement();}public boolean notEmpty(){return count!=0;}}