数据结构之队列

队列也叫做先进先出表，分为顺序存储和链式存储。

顺序存储：

使用一个数组，2-3个整形变量实现。数组保存顺序存储队列中的元素，一个整型变量存储队首元素的位置，另一个整型变量存储队尾元素的位置，第三个变量存储队列的长度（可以不使用）。通常把指向队首元素前一个位置的变量叫做队首指针，由它加一可以得到队首元素下标的位置，把指向队尾元素的变量叫做队尾指针。

在顺序存储结构中，若省略长度域length,那么此时长度为queueArray.length的数组空间只能存储长度为queueArray.length-1的队列，即必须有一个位置是空闲单元。如果使用全部的数组空间，当队首指针和队尾指针指向同一个位置的时候，可能为空队列也可能为满队列，即存在二义性。

每次向队列插入一个元素时，需要首先使队尾指针后移一个位置，然后再向这个位置写入数据。当队尾指针指向数组空间的最后一个位置（即queueArray.length-1）时，若队首元素的前面仍然存在空闲的位置，则表明队列未占满整个空间，下一个存储位置应该是下标0的空闲位置，因此，首先使队尾指针指向下标为0的位置，然后再向该位置写入数据。因此顺序存储的队列也叫循环队列。

package org.queen.cn;

public interface QueenADT {

	/**
	 * 元素进队，即向队列尾添加元素
	 * @param obj
	 */
	public void enter(Object obj);
	/**
	 * 元素离队，即从队首删除元素
	 * @return
	 */
	public Object leave();
	/**
	 * 返回队首元素的值
	 * @return
	 */
	public Object peek();
	/**
	 * 判断队列是否为空
	 * @return
	 */
	public boolean isEmpty();
	/**
	 * 清除队列中的所有元素使之变为空队列
	 */
	public void clear();
}

package org.queen.cn;

/**
 * 队列的顺序存储和操作实现(循环队列)
 * 在顺序存储定义中，第一个位置（0）一般写的数据的长度，若省略数据长度域length也是可行的，但此时的长度为queryArry.length
 * 只能存储长度为queryArry.length的队列
 * @author Administrator
 *
 */
public class SequenceQueen implements QueenADT {

	final int maxSize=10;
	private Object queryArray[];
	private int front;//队首指针--..通常是指向队首元素的前一个位置的变量，由它+1即可得到队首元素的下标
	private int rear;//对尾指针--..通常是指向队尾元素的变量
	
	public SequenceQueen() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		front=rear=0;
		queryArray=new Object[maxSize];
	}
	
	public SequenceQueen(int n) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		if(n<=0){
			System.out.println("数组长度大于0");
		}
		front=rear=0;
		queryArray=new Object[n];
	}

	@Override
	public void enter(Object obj) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if((rear+1)%queryArray.length==front){
			//队列已经满了 开辟新的存储空间
			Object[] p=new Object[queryArray.length*2];
			if(rear==queryArray.length-1){             
				for(int i=0;i<rear;i++){
					p[i]=queryArray[i];
				}
			}else{
				//先复制原队列前面内容，在复制其后面的内容
				int i,j = 1;
				for(i=front+1;i<queryArray.length;i++,j++){
					p[j]=queryArray[i];
				}
				for(i=0;i<=rear;i++,j++){
					p[j]=queryArray[i];
				}
				front=0;
				rear=queryArray.length-1;
			}
			queryArray=p;
		}
		rear=(rear+1)%queryArray.length;
		queryArray[rear]=obj;
	}

	@Override
	public Object leave() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(front==rear){
			System.out.println("队列是空的");
		}
		front=(front+1)%queryArray.length;//队首指针向后移动一位
		return queryArray[front];
	}

	@Override
	public Object peek() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(front==rear){
			System.out.println("队列是空的");
		}
		return queryArray[(front+1)%queryArray.length];
	}

	@Override
	public boolean isEmpty() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return front==rear;
	}

	@Override
	public void clear() {
		// TODO Auto-generated method stub
		front=rear=0;
	}
	
}

package org.queen.cn;

/***
 * 队列的链接存储结构和操作实现
 * @author Administrator
 *
 */
public class LinkQueen implements QueenADT {

	private Node front;//队首指针，，指向队首节点的存储地址（引用）
	private Node rear;//队尾指针，，指向队尾节点的存储地址（引用）
	private class Node{
		private Object data;//数据域
		private Node next;  //指针域  存储下一个节点的引用
		public Node(Node next){
			this.next=next;
		}
		public Node(Object obj,Node next){
			this.data=obj;
			this.next=next;
		}
	}
	public LinkQueen() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		front=rear=null;   //队列初始为空，即把队首队尾指针==null
	}
	@Override
	public void enter(Object obj) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(rear==null){
			front=rear=new Node(obj,null);
		}else{
			rear=rear.next=new Node(obj,null);
		}
		
	}

	@Override
	public Object leave() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(front==null){
			//队列为空
			System.out.println("队列为空");
			return null;
		}
		Object x=front.data;   //队首节点的值赋值x暂存
		front=front.next;       //删除队首节点
		if(front==null){
			rear=null;
		}
		return x;
	}

	@Override
	public Object peek() {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(front==null){
			//队列为空
			System.out.println("队列为空");
			return null;
		}
		return front.data;
	}

	@Override
	public boolean isEmpty() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return front==null;
	}

	@Override
	public void clear() {
		// TODO Auto-generated method stub
		front=rear=null;
	}

}

学习数据结构，深深为前人智慧折服。