Java數據結構與算法(3):隊列

隊列也是一種表，不一樣的是隊列在一端進行插入而在另外一端進行刪除。

隊列模型

隊列的基本操做包括入隊、出隊操做。在表的末端插入元素，在表的開頭刪除元素，即先進先出(FIFO)。

隊列的數組實現

對於每個隊列數據結構，保留一個數組items以及位置front和back，分別表示隊列的兩端，還要記錄元素的個數size。操做過程應該是：當一個元素x入隊，size和back增1，置items[back]=x；出隊時，返回items[front]，size減1，而後front增1。

初始隊列：

入隊：

出隊：

因爲數組是有邊界的，上述過程重複屢次後，可能出現back已是數組的最後一個下標了，而數組中通過屢次出隊操做可能剩下不多甚至沒有元素了，解決方式是只有front或back到達數組的尾端，它就又繞回到開頭，這叫作循環數組實現。
初始狀態：

1次入隊後：

2次入隊後：

1次出隊後：

2次出隊後：

3次出隊後：

4次出隊後：

代碼示例

關於隊列，最終的就是入隊和出隊操做，這裏使用隊首和隊尾與數組長度的關係判斷隊列是否爲空、是否已滿：

public class MyArrayQueue<T> {
    private int front;
    private int back;
    private T[] items;
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public MyArrayQueue() {
        this(DEFAULT_CAPACITY);
    }

    public MyArrayQueue(int size) {
        front = back = 0;
        items = (T[]) new Object[size];
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == back;
    }

    public void enqueue(T x) throws Exception {
        if ((back + 1) % items.length == front) {
            throw new Exception("隊列已滿");
        }
        items[back] = x;
        back = back % items.length + 1;
    }

    public T dequeue() throws Exception {
        if (back % items.length == front) {
            throw new Exception("隊列爲空");
        }
        T x = items[front];
        front = front % items.length + 1;
        return x;
    }
}