目录
一、队列的概念
二、队列的接口
三、队列的方法实现
(1)offer方法
(2)poll方法
(3)peek方法
(4)size方法
(5)isEmpty方法
四、最终代码
一、队列的概念
类似我们现实生活中的在食堂排队打饭,排队靠前的先打饭,他为什么排队靠前呢,就是因为他先进行排队,名次靠前,才轮到他打饭,如图:
而队列是先进先出的数据结构,先放进去队列里的元素先出来,和栈的先进后出不同,类似上面的食堂排队打饭的例子。
我们自定义一个MyQueue类,里面有双向链表ListNode类,链表里面有存放数据的val变量,next域和prev域,记录头结点的head和尾节点的last,还有记录链表元素个数的usedSize,代码如下:
public class MyQueue implements IQueue{
class ListNode {
public int value;
public ListNode prev;
public ListNode next;
public ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
ListNode head;
ListNode last;
int usedSize;
}
二、队列的接口
代码如下:
public interface IQueue {
public boolean offer(int x);
public int poll();
public int peek();
public int size();
public boolean isEmpty();
}
三、队列的方法实现
(1)offer方法
此方法是入队列方法,首先要创建一个链表node,判断链表中为不为空,如果是空,就把head和last定义成node,usedSize++;如果不为空,就要尾差,把last.next变成node,node.prev变成last,最后再把last = node,usedSize++,代码如下:
public boolean offer(int x) {
ListNode node = new ListNode(x);
if(head == null) {
head = node;
last = node;
} else {
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
}
usedSize++;
return true;
}
执行效果如下:
队列个数usedSize = 2,链表有两个节点。
(2)poll方法
此方法是出队列方法,首先判断链表是不是空,如果是空就出不了队列,抛异常;如果不为空,就判断head.next为不为空,也就是判断队列是不是只有一个元素,如果只有一个元素,就取出头结点的val值,再把head和last置为空,usedSize--;如果有多个元素,就取出头结点的val值,把头结点的next置为空,头结点往后走一步,头结点的prev置空,usedSize--。代码如下:
public int poll() {
if(head == null) {
//队列为空,出不了队列,抛异常
throw new EmptyException("队列为空");
}
if(head.next == null) {
int retValue = head.value;
last = null;
head = null;
usedSize--;
return retValue;
}
int retValue = head.value;
ListNode nodeNext = this.head.next;
head.next = null;
nodeNext.prev = null;
head = nodeNext;
usedSize--;
return retValue;
}
//自定义异常类
public class EmptyException extends RuntimeException{
public EmptyException(String msg) {
super(msg);
}
}
执行效果如下:
出队列三次,把队列出完,如果里面没元素了,就会抛异常。
(3)peek方法
此方法是取出队列的首元素,但不删除。首先要判断队列是不是空的,是空的就抛异常,不为空就返回队首元素val值,代码如下:
public int peek() {
if(head == null) {
//队列为空,出不了队列,抛异常
throw new EmptyException("队列为空");
} else {
int retValue = head.value;
return retValue;
}
}
//自定义异常类
public class EmptyException extends RuntimeException{
public EmptyException(String msg) {
super(msg);
}
}
执行效果如下:
只拿队列首元素,不出队列。
(4)size方法
直接返回usedSize,代码如下:
public int size() {
return usedSize;
}
执行效果如下:
返回队列元素的个数。
(5)isEmpty方法
直接返回head == null,代码如下:
public boolean isEmpty() {
return this.head == null;
}
执行效果如下:
判断队列是否为空。
四、最终代码
//自定义接口
public interface IQueue {
public boolean offer(int x);
public int poll();
public int peek();
public int size();
public boolean isEmpty();
}
//MyQueue类
public class MyQueue implements IQueue{
class ListNode {
public int value;
public ListNode prev;
public ListNode next;
public ListNode(int value) {
this.value = value;
}
}
ListNode head;
ListNode last;
int usedSize;
@Override
public boolean offer(int x) {
ListNode node = new ListNode(x);
if(head == null) {
head = node;
last = node;
} else {
last.next = node;
node.prev = last;
last = last.next;
}
usedSize++;
return true;
}
@Override
public int poll() {
if(head == null) {
//队列为空,出不了队列,抛异常
throw new EmptyException("队列为空");
}
if(head.next == null) {
int retValue = head.value;
last = null;
head = null;
usedSize--;
return retValue;
}
int retValue = head.value;
ListNode nodeNext = this.head.next;
head.next = null;
nodeNext.prev = null;
head = nodeNext;
usedSize--;
return retValue;
}
@Override
public int peek() {
if(head == null) {
//队列为空,出不了队列,抛异常
throw new EmptyException("队列为空");
} else {
int retValue = head.value;
return retValue;
}
}
@Override
public int size() {
return usedSize;
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return this.head == null;
}
}
//自定义异常类
public class EmptyException extends RuntimeException{
public EmptyException(String msg) {
super(msg);
}
}