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🔥个人专栏：C语言 | Java | 数据结构

⭐个人格言：

一重山有一重山的错落，我有我的平仄

一笔锋有一笔锋的着墨，我有我的舍得

目录

1. 定义：

2. 队列的常用方法和模拟实现：

2.1 常用方法：

2.2 模拟实现：

 3. 队列的模拟实现源码：

4. 循环队列

4.1 模拟实现：

5. 双端队列：

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1. 定义：

队列和栈类似，是一种只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表；

进入队列的一端称为队尾，离开队列的一端称为队头；

队列这个结构遵循先进先出的原则；

 在日常生活中，例如：

多人在网上对老师提交任务时，会将我们所提交的任务存放到一个队列中，然后队列将这些任务按照先进先出的顺序进行出队和入队的操作，老师看到的任务，也就会按照提交时间的先后来排序；
 

由上图可以看出Queue是一个接口，底层是由链表（LinkedList）实现的；

2. 队列的常用方法和模拟实现：

2.1 常用方法：

方法	作用
offer（E e）	将e进行入队操作
E poll（）	将e进行出队列操作，并且返回e的值
E peek（）	获取队头元素
int size（）	获取队列的长度
boolean isEmpty（）	判断队列是否为空

（在队列的模拟实现中，我们并不使用泛型，而是使用整形来代替泛型） 

以上就是队列的常用方法，接下来我们进行模拟实现：

2.2 模拟实现：

队列的底层是由链表来实现的，我们先创建一个My_Queue类：

public class My_Queue {public static class ListNode {ListNode next;      //节点的后继ListNode prev;      //节点的前驱int value;          //节点的值public ListNode() {//不带参数的构造方法}public ListNode(int value){//带一个参数的构造方法，将节点的值赋为valuethis.value = value;}}ListNode first;         //队头节点ListNode last;          //队尾节点int size = 0;           //队列长度
}

< 1 > offer方法：

offer方法是将指定元素插入到队列的队尾：

与之前的栈和顺序表不同，由于队列的底层是用链表实现的，故不需要判断队列是否满了；

// 入队列---向双向链表位置插入新节点public void offer(int e){ListNode newNode = new ListNode(e);     //实例化一个节点if(first == null){                      //若该队列为空first = newNode;                    //将队头和队尾都更新为newNodelast = newNode;}else{                                  //若队列不为空last.next = newNode;                //将newNode赋值给队尾.nextnewNode.prev = last;                //将newNode的pre赋值为队尾last = newNode;                     //将队尾更新为newNode}last = newNode;                         //更新队尾size++;                                 //队列长度 +1
}

< 2 > poll方法：

poll方法是将队头的元素进行出队操作，并返回队头元素的值：

在进行该操作之前，我们需要判断队列是否为空，若为空，则需抛出异常：

异常代码如下：

public class QueueEmptyException extends RuntimeException {public QueueEmptyException () {super();}public QueueEmptyException (String str) {super(str);}
}

poll方法如下：

public int poll(){// 1. 队列为空// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除int value = 0;if(first == null){      //若为空，则抛出异常throw new QueueEmptyException("队列为空，不能进行poll操作！！！");}else if(first == last){        //若只有一个节点，则直接删除该节点last = null;first = null;}else{value = first.value;        //将队头的元素赋值给valuefirst = first.next;         //将队头更新为队头的下一个节点first.prev.next = null;first.prev = null;}size--;                         //将队列长度 -1return value;                   //返回队头的值
}

< 3 > peek方法：

peek方法是返回队头的节点的值：

// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域public int peek(){if(first == null){      //若队列为空，则抛出异常throw new QueueEmptyException("队列为空，不能进行peek操作！！！");}return first.value;     //返回队头的值
}

< 4 > size方法：

size方法是返回队列的长度：

public int size() {return size;        //返回队列的长度
}

< 5 > isEmpty方法：

isEmpty是判断队列是否为空：

public boolean isEmpty(){return first == null;       //返回队头是否为空 的值
}

 3. 队列的模拟实现源码：

public class My_Queue {public static class ListNode {ListNode next;      //节点的后继ListNode prev;      //节点的前驱int value;          //节点的值public ListNode() {//不带参数的构造方法}public ListNode(int value){//带一个参数的构造方法，将节点的值赋为valuethis.value = value;}}ListNode first;         //队头节点ListNode last;          //队尾节点int size = 0;           //队列长度// 入队列---向双向链表位置插入新节点public void offer(int e){ListNode newNode = new ListNode(e);     //实例化一个节点if(first == null){                      //若该队列为空first = newNode;                    //将队头和队尾都更新为newNodelast = newNode;}else{                                  //若队列不为空last.next = newNode;                //将newNode赋值给队尾.nextnewNode.prev = last;                //将newNode的pre赋值为队尾last = newNode;                     //将队尾更新为newNode}last = newNode;                         //更新队尾size++;                                 //队列长度 +1}// 出队列---将双向链表第一个节点删除掉public int poll(){// 1. 队列为空// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除int value = 0;if(first == null){      //若为空，则抛出异常throw new QueueEmptyException("队列为空，不能进行poll操作！！！");}else if(first == last){        //若只有一个节点，则直接删除该节点last = null;first = null;}else{value = first.value;        //将队头的元素赋值给valuefirst = first.next;         //将队头更新为队头的下一个节点first.prev.next = null;first.prev = null;}size--;                         //将队列长度 -1return value;                   //返回队头的值}// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域public int peek(){if(first == null){      //若队列为空，则抛出异常throw new QueueEmptyException("队列为空，不能进行peek操作！！！");}return first.value;     //返回队头的值}public int size() {return size;        //返回队列的长度}public boolean isEmpty(){return first == null;       //返回队头是否为空 的值}
}

4. 循环队列

实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。 环形队列通常使用数组实现。

4.1 模拟实现：

/*解题思路：1. 注意，循环队列底层空间大小是固定的2. 采用计数方式实现队列空或者满的判断3. 入队列时：队列可能满，往队尾插入，注意back在末尾特殊情况4. 出队列时：队列可能空，删除队头元素，注意front可能在队尾5. 获取队头注意空队列时返回-16. 获取队尾时，注意back-1可能为负数，队尾元素下标：(back-1+array.length)%array.length
*/
class MyCircularQueue {int[] array;int front;   // 队头int back;    // 队尾int count;   // 队列中有效元素个数public MyCircularQueue(int k) {array = new int[k];}public boolean enQueue(int value) {if(isFull()){return false;}// 在队尾插入一个元素，然后back往后移动array[back] = value;back++;// back往后移动之后，可能会来到空间末尾// 此时将back挪到空间起始位置if(back == array.length){back = 0;}count++;return true;}public boolean deQueue() {if(isEmpty()){return false;}// 出队列，队头往后移动++front;// 队头往后移动之后也可能会来到空间末尾// 此时需要挪到空间起始位置front %= array.length;--count;return true;}public int Front() {if(isEmpty()){return -1;}// 如果队列不空，说明队列中有元素，队头元素直接返回front即可return array[front];}public int Rear() {if(isEmpty()){return -1;}// 如果队列不空，说明队列中有元素// 队尾元素即：back-1,// 如果back不在0号位置，back-1就是队尾元素下标// 如果back在0号位置，-1之后就是负数，因此需要+数组长度// 两个结合起来：return array[(back - 1 + array.length)%array.length];}public boolean isEmpty() {return 0 == count;}public boolean isFull() {return count == array.length;}
}

5. 双端队列：

双端队列（deque）是指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列，deque 是 “double ended queue” 的简称。 那就说明元素可以从队头出队和入队，也可以从队尾出队和入队。

Deque是一个接口，使用时必须创建LinkedList的对象。

以上就是队列的全部内容：感谢观看！！！！

制作不易，三连支持

谢谢！！！

以上的模拟实现代码未必是最优解，仅代表本人的思路，望多多理解，谢谢！！

最后送给大家一句话，同时也是对我自己的勉励：

知不足而奋进，望远山而前行！！！！