Java数组队列概念与用法实例分析

Java数组队列概念与用法实例分析

本文实例讲述了java数组队列概念与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

一.队列的概念

（1）队列也是一种线性结构

（2）相比数组，队列对应的操作是数组的子集

（3）只允许在一端插入数据操作，在另一端进行删除数据操作，进行插入操作的一端称为队尾（入队列），进行删除操作的一端称为队头（出队列）

（4）队列是一种先进先出的数据结构（FIFO）

此处我们先来学习一下顺序队列 ，顺序队列 就是用数组实现：比如有一个ｎ个元素的队列，数组下标0的一端是队头，入队操作就是通过数组下标一个个顺序追加，不需要移动元素，但是如果删除队头元素，后面的元素就要往前移动，对应的时间复杂http://度就是O(n)。

对于队列，我们关注的相关实现如下：

二、代码实现

对于该节的相关代码，我们新建一个package（Queue）,同时为了理解方便，此时把动态数组相关代码拷贝到该包中。

1.先创建一个Queue接口，里面定义上面所述的方法

package Queue;

public interface Queue {

//获取队列中元素个数

int getSize();

//队列中元素是否为空

boolean isEmpty();

//入队列

void enqueue(E e);

//出队列

E dequeue();

//获取队首元素

E getFront();

}

2.创建一个类ArrayQueue实现Queue接口并重写Object类的toString()方法

package Queue;

public class ArrayQueue implements Queue {

private DynamicArray array;

//构造函数，传入队列的容量capacity构造函数

public ArrayQueue(int capacity) {

array = new DynamicArray(capacity);

}

//无参构造函数，默认队列的容量capacity=10

public ArrayQueue() {

array = new DynamicArray();

}

//获取队列中元素数据是否为空

@Override

public boolean isEmpty() {

return array.isEmpty();

}

//获取队列中元素个数

@Override

public int getSize() {

return array.getSize();

}

//获取队列的容量

public int getCapacity() {

return array.getCapacity();

}http://

//入队操作

@Override

public void enqueue(E e) {

array.addLast(e);

}

//出队操作

@Override

public E dequeue() {

return array.removeFirst();

}

//获取队首元素

@Override

public E getFront() {

return array.getFirst();

}

//重写object类的toString方法

@Override

public String toString() {

StringBuilder res = new StringBuilder();

res.append("Queue:");

res.append("front [");//体现左侧为队首

for (int i = 0; i < array.getSize(); i++) {

res.append(array.get(i));

if (i != array.getSize() - 1) {

res.append(",");

}

}

res.append("] tail");//体现右侧为队尾

return res.toString();

}

}

3.测试

新建一个TestMain类，添加一个main函数来测试我们编写好的ArrayQueue类

相关代码如下：

package Queue;

public class TestMain {

public static void main(String[] args) {

ArrayQueue queue = new ArrayQueue();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

queue.enqueue(i);

System.out.println(queue);

if(i%3==2){//每添加3个元素出队列一个

queue.dequeue();

System.out.println(queue);

}

}

}

}

对于第7行代码是测试入队列操作的，第10、11行代码的意思是每添加3个元素出队列一个元素。结果为：

三、数组队列的复杂度分析

对于出队的时间复杂度为O(n)的解释：

由于实现数组队列的底层是动态数组，入队操作就是通过数组下标一个个顺序追加，不需要移动元素，但是如果删除队头元素（removeFirst()方法），后面的元素就要往前移动，对应的时间复杂度就是O(n)。这样当有数组中有大量数据时性能肯定是不好的，下一节我们将进行改进，使得出队的时间复杂度为O(1)。

源码地址 https://github.com/FelixBin/dataStructure/tree/master/src/Queue

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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

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