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<E> {
 //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<E> implements Queue<E> {
 private DynamicArray<E> array;

//构造函数，传入队列的容量capacity构造函数
 public ArrayQueue(int capacity) {
   array = new DynamicArray<E>(capacity);
 }

//无参构造函数，默认队列的容量capacity=10
 public ArrayQueue() {
   array = new DynamicArray<E>();
 }

//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();
 }

//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<Integer> queue = new ArrayQueue<Integer>();
   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

希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

来源：https://www.cnblogs.com/wfaceboss/p/10627316.html