【数据结构】队列(Queue)

Queue

定义

Java中的队列(Queue)是一种先进先出(FIFO)的数据结构。队列只允许在一段进行插入数据操作,称为入队,在另一端进行删除数据操作,称为出队。我们可以把队列形象看作为排队。在最前面的进行出队,从最后面进行入队。

队列的基本概念

FIFO原则:先进入队列的元素将先离开队列

队头:进行删除操作(出队)的一端

队尾:进行插入操作(入队)的一端

语法定义

java 复制代码
public interface Queue<E> extends Collection<E> 

Java中队列的几种实现方式

Java提供了多种队列的实现,以下只是几种常见的队列实现:

1.LinkedList

·LinkedList类实现了Queue接口,因此可以用作队列

·它是一个双向链表,允许在两端进行高效的插入和删除操作

2.ArrayDeque

·ArrayDeque是一个基于动态数组的双端队列实现

·它提供了高效的插入和删除操作,并且没有容量限制(动态扩容)

·与LinkedList相比,ArrayDeque在大多数情况下性能更优,因为它没有链表节点的开销

3.BlockingQueue

·BlockingQueue是Java并发库中的一个队列接口(阻塞队列),提供了线程安全的操作

·它适用于多线程环境,可以通过put()和take()方法阻塞线程,直到队列中有元素可以插入或取出

·常见的实现类有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等

注意:由于Queue是接口,不能直接创建实例。需要使用其实现类来创建实例。

如:Queue<Integer> queue=new ArrayDeque<>();

其实,在Java中,并不仅仅只有这三种实现方式,还有优先队列等。这三种队列的实现方式后续会专门讲解。

主要方法

入队:将元素添加到队列的末尾,返回boolean值表示是否成功入队

·boolean add(E e):但与offer方法有一点区别,在无法入队时会抛出异常
·boolean offer(E e)

出队:从队列的头部移除并返回元素

·E remove():返回移除的元素,如果队列为空则会抛出异常
·E poll():返回移除的元素,如果队列为空则返回null

查看队首元素:返回队列头部的元素但不移除它

·E element():返回队首元素,如果队列为空则会抛出异常
·E peek():返回队首元素,如果队列为空则返回null

上述便是Queue接口中的所有方法,在其实现类中还有其他方法。如:在ArrayDeque中有size()、isEmpty().....等方法

循环队列与双端队列

1.循环队列

·循环队列是一种基于数组的队列实现,通过"循环"使用数组空间来避免浪费

·它需要额外的逻辑来处理队列的空和满状态,通常通过保留一个位置或使用标记来判断

2.双端队列(Deque)

·双端队列允许在两端进行插入和删除操作,因此它比普通的队列更加灵活

·Java中的Deque接口及其实现类(如ArrayDeque、LinkedList)提供了双端队列的功能

循环队列和双端队列我们后续也会专门进行讲解。在本章,我们需要学习使用Queue的主要方法

相关推荐
海兰15 分钟前
使用 Spring AI 打造企业级 RAG 知识库第二部分:AI 实战
java·人工智能·spring
历程里程碑32 分钟前
二叉树---二叉树的中序遍历
java·大数据·开发语言·elasticsearch·链表·搜索引擎·lua
小信丶1 小时前
Spring Cloud Stream EnableBinding注解详解:定义、应用场景与示例代码
java·spring boot·后端·spring
无限进步_1 小时前
【C++】验证回文字符串:高效算法详解与优化
java·开发语言·c++·git·算法·github·visual studio
亚历克斯神1 小时前
Spring Cloud 2026 架构演进
java·spring·微服务
七夜zippoe1 小时前
Spring Cloud与Dubbo架构哲学对决
java·spring cloud·架构·dubbo·配置中心
海派程序猿1 小时前
Spring Cloud Config拉取配置过慢导致服务启动延迟的优化技巧
java
阿维的博客日记1 小时前
为什么不逃逸代表不需要锁,JIT会直接删掉锁
java
William Dawson1 小时前
CAS的底层实现
java
Meme Buoy1 小时前
18.补充数学1:生成树-最短路径-最大流量-线性规划
数据结构·算法