Java数据结构与算法(3):队列

队列也是一种表，不同的是队列在一端进行插入而在另一端进行删除。

队列模型

队列的基本操作包括入队、出队操作。在表的末端插入元素，在表的开头删除元素，即先进先出(FIFO)。

队列的数组实现

对于每一个队列数据结构，保留一个数组items以及位置front和back，分别表示队列的两端，还要记录元素的个数size。操作过程应该是：当一个元素x入队，size和back增1，置items[back]=x；出队时，返回items[front]，size减1，然后front增1。

初始队列：

入队：

出队：

由于数组是有边界的，上述过程重复多次后，可能出现back已经是数组的最后一个下标了，而数组中经过多次出队操作可能剩下很少甚至没有元素了，解决方式是只有front或back到达数组的尾端，它就又绕回到开头，这叫做循环数组实现。

初始状态：

1次入队后：

2次入队后：

1次出队后：

2次出队后：

3次出队后：

4次出队后：

代码示例

关于队列，最终的就是入队和出队操作，这里使用队首和队尾与数组长度的关系判断队列是否为空、是否已满：

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("队列已满");
        }
        items[back] = x;
        back = back % items.length + 1;
    }

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