栈与队列Queue

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一、Java队列：
队列是设计程序中常用的一种数据结构。它类似日常生活中的排队现象，采用一种被称为“先进先出”(LIFO)的存储结构。数据元素只能从队尾进入，从队首取出。在队列中，数据元素的次序不会改变。每当有数据元素从队列中被取出，后面的数据元素依次向前移动一位。
LinkedList，即是数据结构中的Queue，内部实现是链表形式，队列主要的方法为：
1.插入：public boolean offer(E e)将指定元素添加到此列表的末尾（最后一个元素）
2.获取头元素，但不移除：public E peek()获取但不移除此列表的头（第一个元素）
3.获取头元素，而且移除：public E poll()获取并移除此列表的头（第一个元素）
4.判断是否为空：public boolean isEmpty()如果此 collection 不包含元素，则返回 true

二、用Vector快速实现JAVA的队列类
根据这些特点，对队列定义了以下六种操作：
　　enq(x) 向队列插入一个值为x的元素;
　　deq() 从队列删除一个元素;
　　front() 从队列中读一个元素，但队列保持不变;
　　empty() 判断队列是否为空，空则返回真;
　　clear() 清空队列;
　　search(x) 查找距队首最近的元素的位置，若不存在，返回-1。
　　Vector类是JAVA中专门负责处理对象元素有序存储和任意增删的类，因此，用Vector可以快速实现JAVA的队列类。
　　
      public class Queue extends java.util.Vector {
　　public Queue() {
　　super();
　　}
　　public synchronized void enq(Object x) {
　　super.addElement(x);
　　}
　　public synchronized Object deq() {
　　/* 队列若为空，引发EmptyQueueException异常 */
　　if( this.empty() )
　　throw new EmptyQueueException();
　　Object x = super.elementAt(0);
　　super.removeElementAt(0);
　　return x;
　　}
　　public synchronized Object front() {
　　if( this.empty() )
　　throw new EmptyQueueException();
　　return super.elementAt(0);
　　}
　　public boolean empty() {
　　return super.isEmpty();
　　}
　　public synchronized void clear() {
　　super.removeAllElements();
　　}
　　public int search(Object x) {
　　return super.indexOf(x);
　　}
　　}
　　public class EmptyQueueException extends java.lang.RuntimeException {
　　public EmptyQueueException() {
　　super();
　　}
　　}

三、栈与队列
(1)栈
package ChapterOne;
public class Stack {
//栈数组
long stackArr[];
//栈的大小
int maxSize;
//栈的顶部
int top;
//初始化一个大小为size的栈
public Stack(int size){
maxSize = size;
stackArr = new long[size];
top = -1;
}
//出栈操作
public long pop(){
return stackArr[top--];
}
//进栈操作
public void push(long value){
stackArr[++top] = value;
}
//判断栈是否为空
public boolean isEmpty(){
return top == -1;
}
//判断栈是否已满
public boolean isFull(){
return top == maxSize-1;
}
//取栈顶元素
public long peek(){
return stackArr[top];
}
public static void main(String[] args) {
Stack stack = new Stack(10);
while(!stack.isFull()){
long v = (long) (Math.random()*100);
stack.push(v);
System.out.print(v+" ");
}
System.out.println();
while(!stack.isEmpty()){
long topValue = stack.pop();
System.out.print(topValue+" ");
}
System.out.println();
}
}

(2)队列
package ChapterOne;

public class Queue {
//队列数组
private long queueArr[];
//队列的前端下标
private int front;
//队列的尾端下标
private int rear;
//队列的大小
private int maxSize;
//队列中元素的个数
private int nItems;
//初始化一个大小为size的队列
public Queue(int size){
queueArr = new long[size];
maxSize = size;
front = 0;
rear = -1;
nItems = 0;
}
//插入操作
public void insert(long value){
//队列已满
if(rear == maxSize-1)
rear = -1;
queueArr[++rear] = value;
nItems++;
}
//删除操作
public long remove(){
long temp = queueArr[front++];
if(front == maxSize)
front = 0;
nItems--;
return temp;
}
//返回队列第一个元素
public long peakFront(){
return queueArr[front];
}
//判断是否为空
public boolean isEmpty(){
return nItems == 0;
}
//判断是否已满
public boolean isFull(){
return nItems == maxSize;
}
//返回队列中元素的个数
public int size(){
return nItems;
}

public void print(){
for(int i = front;i < front+nItems;i++){
System.out.print(queueArr[i]+" ");
}
System.out.println();
}

public static void main(String[] args) {
Queue q = new Queue(10);
while(!q.isFull()){
long value = (long)(Math.random()*100);
q.insert(value);
}
q.print();
while(!q.isEmpty()){
q.remove();
q.print();
}
q.print();
System.out.println(q.isEmpty());
}
}

(3)优先队列
package ChapterOne;

public class PriorityQueue {

private int nItems;

private long pqArr[];

private int maxSize;

public PriorityQueue(int size){
maxSize = size;
pqArr = new long[size];
nItems = 0;
}

public void insert(long value){
int i;
if(nItems == 0)
pqArr[nItems++] = value;
else{
for(i = nItems-1;i >= 0;i--){
if(value < pqArr[i]){
pqArr[i+1] = pqArr[i];
}
else
break;
}
pqArr[i+1] = value;
nItems++;
}
}

public long remove(){
return pqArr[--nItems];
}

public boolean isEmpty(){
return nItems == 0;
}

public boolean isFull(){
return nItems == maxSize;
}

public void print(){
for(int i = 0;i < nItems;i++)
System.out.print(pqArr[i]+" ");
System.out.println();
}

public static void main(String[] args) {
PriorityQueue pq = new PriorityQueue(10);
while(!pq.isFull()){
long value = (long)(Math.random()*100);
pq.insert(value);
}
pq.print();
}
}