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Java代碼實現(xiàn)循環(huán)隊列的示例代碼

 更新時間:2021年09月27日 14:46:36   作者:1 Byte  
隊列作為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是程序員的入門課。也是所有程序員必須掌握的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),隊列在程序中廣泛應用,因此我們應該對隊列有深入的了解,接下來我們通過代碼來對隊列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行深度解析,感興趣的朋友一起看看吧

循環(huán)隊列結(jié)構(gòu)

在這里插入圖片描述

隊列特點

  • 隊列為一種特殊的線性表,特殊之處在于它只允許在表的前端(front)進行刪除操作,而在表的后端(rear)進行插入操作,和棧一樣,隊列是一種操作受限制的線性表。進行插入操作的端稱為隊尾,進行刪除操作的端稱為隊頭。隊列中沒有元素時,稱為空隊列。
  • 隊列的數(shù)據(jù)元素又稱為隊列元素。在隊列中插入一個隊列元素稱為入隊,從隊列中刪除一個隊列元素稱為出隊。因為隊列只允許在一端插入,在另一端刪除,所以只有最早進入隊列的元素才能最先從隊列中刪除,故隊列又稱為先進先出(FIFO—first in first out)線性表。

循環(huán)隊列優(yōu)缺點

循環(huán)隊列的優(yōu)點:

  • 可以有效的利用資源。用數(shù)組實現(xiàn)隊列時,如果不移動,隨著數(shù)據(jù)的不斷讀寫,會出現(xiàn)假滿隊列的情況。即尾數(shù)組已滿但頭數(shù)組還是空的;循環(huán)隊列也是一種數(shù)組,只是它在邏輯上把數(shù)組的頭和尾相連,形成循環(huán)隊列,當數(shù)組尾滿的時候,要判斷數(shù)組頭是否為空,不為空繼續(xù)存放數(shù)據(jù)。

循環(huán)隊列的缺點:

  • 循環(huán)隊列中,由于入隊時尾指針向前追趕頭指針;出隊時頭指針向前追趕尾指針,造成隊空和隊滿時頭尾指針均相等。因此,判別隊列是"空"是"滿"需要特殊處理 —— 判斷隊列為空的條件還是head == tail,但是判斷隊列已滿的條件則是(tail+1)%size==head。

應用場景

最經(jīng)典的就是類似于約瑟夫環(huán)的問題,可以使用循環(huán)隊列。

Java代碼實現(xiàn)循環(huán)隊列

// 基于數(shù)組實現(xiàn)一個循環(huán)鏈表
public class CircleArrayQueue<T> {

    // 定義數(shù)組用于存放數(shù)據(jù)
    private T[] arr;
    private int head;  // 記錄隊列頭
    private int tail;  // 記錄隊列尾
    private int size;  // 數(shù)組大小
    // 循環(huán)鏈表初始化
    public CircleArrayQueue(int cap){
        this.arr = (T[])new Object[cap];
        this.head = 0;
        this.tail = 0;
        this.size = cap;
    }
    // 入隊方法
    public void offer(T data){
        // 判斷循環(huán)隊列是否已滿,滿了就直接return
        if((tail + 1) % size == head){
            return;
        }
        arr[tail] = data;     // 向尾加入元素
        tail = (tail + 1) % size; // 將尾指針后移1,考慮端點情況處理
    }
    // 出隊方法
    public T poll(){
        // 循環(huán)隊列為空則直接返回null
        if(isEmpty()){
            return null;
        }
        T pollData = arr[head];   // 找到出隊元素
        arr[head] = null;         // 清除出隊位置的元素
        head = (head + 1) % size; // 將尾指針后移1,考慮端點情況處理
        return pollData;
    }
    // 判斷循環(huán)隊列是否為空
    public boolean isEmpty(){
        return head == tail;
    }
    // 測試
    public static void main(String[] args) {
        CircleArrayQueue<String> arrayQueue = new CircleArrayQueue<>(5);
        arrayQueue.offer("a");
        arrayQueue.offer("b");
        arrayQueue.offer("c");
        arrayQueue.offer("d");
        arrayQueue.offer("e");
        arrayQueue.offer("f");
        System.out.println(arrayQueue);
        String poll1 = arrayQueue.poll();
        System.out.println("出隊元素:" + poll1);
        String poll2 = arrayQueue.poll();
        System.out.println("出隊元素:" + poll2);
    }
}

到此這篇關(guān)于Java代碼實現(xiàn)循環(huán)隊列的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java實現(xiàn)循環(huán)隊列內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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