java队列实现方法(顺序队列,链式队列,循环队列)

package lang;import java.io.Serializable;import java.util.Arrays;/** * @ClassName: ArrayQueue * @Description: 顺序队列 * @date 2014年1月20日 下午3:46:19 * @param <T> */public class ArrayQueue<T> implements Serializable{ /**  * @Fields serialVersionUID : TODO  */ private static final long serialVersionUID = 7333344126529379197L; private int DEFAULT_SIZE = 10; private int capacity;//保存数组的长度 private Object[] elementData;//定义一个数组用于保存顺序队列的元素 private int front = 0;//队头 private int rear = 0;//队尾 //以默认数组长度创建空顺序队列 public ArrayQueue() {  capacity = DEFAULT_SIZE;  elementData = new Object[capacity]; } //以一个初始化元素来创建顺序队列 public ArrayQueue(T element) {  this();  elementData[0] = element;  rear++; }  public ArrayQueue(int initSize) {  elementData = new Object[initSize]; } /**  * 以指定长度的数组来创建顺序队列  * @param element 指定顺序队列中第一个元素  * @param initSize 指定顺序队列底层数组的长度  */ public ArrayQueue(T element, int initSize) {  this.capacity = initSize;  elementData = new Object[capacity];  elementData[0] = element;  rear++; } /**  * @Title: size     * @Description: 获取顺序队列的大小    * @return  */ public int size() {  return rear - front; } /**  * @Title: offer     * @Description: 入队    * @param element  */ public void offer(T element) {  ensureCapacity(rear + 1);  elementData[rear++] = element; }  private void ensureCapacity(int minCapacity) {  //如果数组的原有长度小于目前所需的长度  int oldCapacity = elementData.length;  if (minCapacity > oldCapacity) {   int newCapacity = (oldCapacity * 3) / 2 + 1;   if (newCapacity < minCapacity)    newCapacity = minCapacity;   // minCapacity is usually close to size, so this is a win:   elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);  } } /**  * @Title: poll     * @Description: 出队    * @return  */ public T poll() {  if (isEmpty()) {   throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");  }  //保留队列的front端的元素的值  T oldValue = (T) elementData[front];  //释放队列的front端的元素  elementData[front++] = null;  return oldValue; } /**  * @Title: peek     * @Description: 返回队列顶元素，但不删除队列顶元素    * @return  */ public T peek() {  if (isEmpty()) {   throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");  }  return (T) elementData[front]; } /**  * @Title: isEmpty     * @Description: 判断顺序队列是否为空队列    * @return  */ public boolean isEmpty() {  return rear == front; } /**  * @Title: clear     * @Description: 清空顺序队列  */ public void clear() {  //将底层数组所有元素赋为null  Arrays.fill(elementData, null);  front = 0;  rear = 0; } public String toString() {  if (isEmpty()) {   return "[]";  } else {   StringBuilder sb = new StringBuilder("[");   for (int i = front; i < rear; i++) {    sb.append(elementData[i].toString() + ", ");   }   int len = sb.length();   return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();  } }}

package lang;import java.io.Serializable;/** * @ClassName: LinkQueue * @Description: 链式队列 * @date 2014年1月21日 下午3:24:38 * @param <T> */public class LinkQueue<T> implements Serializable{ /**  * @Fields serialVersionUID : TODO  */ private static final long serialVersionUID = -6726728595616312615L; //定义一个内部类Node，Node实例代表链队列的节点。 private class Node {    private T data;//保存节点的数据    private Node next;//指向下个节点的引用  //无参数的构造器  public Node() {  }  //初始化全部属性的构造器  public Node(T data, Node next) {   this.data = data;   this.next = next;  } }  private Node front;//保存该链队列的头节点  private Node rear;//保存该链队列的尾节点 private int size;//保存该链队列中已包含的节点数 /**  * <p>Title: LinkQueue </p>     * <p>Description: 创建空链队列 </p>   */ public LinkQueue() {  //空链队列，front和rear都是null  front = null;  rear = null; } /**  * <p>Title: LinkQueue </p>    * <p>Description: 以指定数据元素来创建链队列，该链队列只有一个元素</p>   */ public LinkQueue(T element) {  front = new Node(element, null);  //只有一个节点，front、rear都指向该节点  rear = front;  size++; } /**  * @Title: size     * @Description: 获取顺序队列的大小    * @return  */ public int size() {  return size; } /**  * @Title: offer     * @Description: 入队    * @param element  */ public void offer(T element) {  //如果该链队列还是空链队列  if (front == null) {   front = new Node(element, null);      rear = front;//只有一个节点，front、rear都指向该节点  } else {      Node newNode = new Node(element, null);//创建新节点      rear.next = newNode;//让尾节点的next指向新增的节点      rear = newNode;//以新节点作为新的尾节点  }  size++; } /**  * @Title: poll     * @Description: 出队    * @return  */ public T poll() {  Node oldFront = front;  front = front.next;  oldFront.next = null;  size--;  return oldFront.data; } /**  * @Title: peek     * @Description: 返回队列顶元素，但不删除队列顶元素    * @return  */ public T peek() {  return rear.data; } /**  * @Title: isEmpty     * @Description: 判断顺序队列是否为空队列    * @return  */ public boolean isEmpty() {  return size == 0; } /**  * @Title: clear     * @Description: 清空顺序队列  */ public void clear() {  //将front、rear两个节点赋为null  front = null;  rear = null;  size = 0; } public String toString() {  //链队列为空链队列时  if (isEmpty()) {   return "[]";  } else {   StringBuilder sb = new StringBuilder("[");   for (Node current = front; current != null; current = current.next) {    sb.append(current.data.toString() + ", ");   }   int len = sb.length();   return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();  } } public static void main(String[] args) {  LinkQueue<String> queue = new LinkQueue<String>("aaaa");  //添加两个元素  queue.offer("bbbb");  queue.offer("cccc");  System.out.println(queue);  //删除一个元素后  queue.poll();  System.out.println("删除一个元素后的队列：" + queue);  //再次添加一个元素  queue.offer("dddd");  System.out.println("再次添加元素后的队列：" + queue);  //删除一个元素后，队列可以再多加一个元素  queue.poll();  //再次加入一个元素  queue.offer("eeee");  System.out.println(queue); }}

package lang;import java.io.Serializable;import java.util.Arrays;/** * @ClassName: LoopQueue * @Description: 循环队列 * @date 2014年1月20日 下午3:47:14 */public class LoopQueue<T> implements Serializable{ /**  * @Fields serialVersionUID : TODO  */ private static final long serialVersionUID = -3670496550272478781L; private int DEFAULT_SIZE = 10; private int capacity;//保存数组的长度 private Object[] elementData;//定义一个数组用于保存循环队列的元素 private int front = 0;//队头 private int rear = 0;//队尾 //以默认数组长度创建空循环队列 public LoopQueue() {  capacity = DEFAULT_SIZE;  elementData = new Object[capacity]; } //以一个初始化元素来创建循环队列 public LoopQueue(T element) {  this();  elementData[0] = element;  rear++; } /**  * 以指定长度的数组来创建循环队列  * @param element 指定循环队列中第一个元素  * @param initSize 指定循环队列底层数组的长度  */ public LoopQueue(T element, int initSize) {  this.capacity = initSize;  elementData = new Object[capacity];  elementData[0] = element;  rear++; } //获取循环队列的大小 public int size() {  if (isEmpty()) {   return 0;  }  return rear > front ? rear - front : capacity - (front - rear); } //插入队列 public void add(T element) {  if (rear == front && elementData[front] != null) {   throw new IndexOutOfBoundsException("队列已满的异常");  }  elementData[rear++] = element;  //如果rear已经到头，那就转头  rear = rear == capacity ? 0 : rear; } //移除队列 public T remove() {  if (isEmpty()) {   throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");  }  //保留队列的rear端的元素的值  T oldValue = (T) elementData[front];  //释放队列的rear端的元素  elementData[front++] = null;  //如果front已经到头，那就转头  front = front == capacity ? 0 : front;  return oldValue; } //返回队列顶元素，但不删除队列顶元素 public T element() {  if (isEmpty()) {   throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");  }  return (T) elementData[front]; } //判断循环队列是否为空队列 public boolean isEmpty() {  //rear==front且rear处的元素为null  return rear == front && elementData[rear] == null; } //清空循环队列 public void clear() {  //将底层数组所有元素赋为null  Arrays.fill(elementData, null);  front = 0;  rear = 0; } public String toString() {  if (isEmpty()) {   return "[]";  } else {   //如果front < rear，有效元素就是front到rear之间的元素   if (front < rear) {    StringBuilder sb = new StringBuilder("[");    for (int i = front; i < rear; i++) {     sb.append(elementData[i].toString() + ", ");    }    int len = sb.length();    return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();   }   //如果front >= rear，有效元素为front->capacity之间、0->front之间的   else {    StringBuilder sb = new StringBuilder("[");    for (int i = front; i < capacity; i++) {     sb.append(elementData[i].toString() + ", ");    }    for (int i = 0; i < rear; i++) {     sb.append(elementData[i].toString() + ", ");    }    int len = sb.length();    return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();   }  } } public static void main(String[] args) {  LoopQueue<String> queue = new LoopQueue<String>("aaaa", 3);  //添加两个元素  queue.add("bbbb");  queue.add("cccc");  //此时队列已满  System.out.println(queue);  //删除一个元素后，队列可以再多加一个元素  queue.remove();  System.out.println("删除一个元素后的队列：" + queue);  //再次添加一个元素，此时队列又满  queue.add("dddd");  System.out.println(queue);  System.out.println("队列满时的长度：" + queue.size());  //删除一个元素后，队列可以再多加一个元素  queue.remove();  //再次加入一个元素，此时队列又满  queue.add("eeee");  System.out.println(queue); }}