java队列数据结构

Java中的队列是一种基本的数据结构，用于存储和管理元素。Queue接口是Java集合框架中定义的一个接口，它提供了一组方法来操作队列。不同的实现类可以选择不同的方式来实现队列的功能。

在Java中，我们可以使用LinkedList类实现Queue接口来创建一个队列对象。通过使用add()方法向队列中添加元素，使用peek()方法获取队列的头部元素，使用remove()方法移除队列的头部元素，使用size()方法获取队列的大小，使用isEmpty()方法判断队列是否为空。以下是一个使用Queue接口和LinkedList实现类的示例：
import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;

public class QueueExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个Queue对象
Queue<String> queue = new LinkedList<>();

// 添加元素到队列
queue.add("Apple");
queue.add("Banana");
queue.add("Orange");

// 获取队列头部元素
String head = queue.peek();
System.out.println("头部元素：" + head);

// 遍历队列并输出元素
System.out.println("队列元素：");
for (String element : queue) {
System.out.println(element);
}

// 移除队列头部元素
String removedElement = queue.remove();
System.out.println("移除的元素：" + removedElement);

// 队列大小
int size = queue.size();
System.out.println("队列大小：" + size);

// 判断队列是否为空
boolean isEmpty = queue.isEmpty();
System.out.println("队列是否为空：" + isEmpty);
}
}

除了Queue接口，Java中还提供了另一个接口叫做Deque（Double Ended Queue，双端队列），它提供了在队列的两端进行操作的方法。同样地，我们可以选择不同的实现类来创建一个双端队列对象。以下是一个使用Deque接口和ArrayDeque实现类的示例：

import java.util.Deque;
import java.util.ArrayDeque;

public class DequeExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个Deque对象
Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();

// 添加元素到双端队列
deque.addFirst("Apple");
deque.addLast("Banana");
deque.addLast("Orange");

// 获取双端队列头部和尾部元素
String first = deque.getFirst();
String last = deque.getLast();
System.out.println("头部元素：" + first);
System.out.println("尾部元素：" + last);

// 遍历双端队列并输出元素
System.out.println("双端队列元素（从头到尾）：");
for (String element : deque) {
System.out.println(element);
}

// 移除双端队列头部和尾部元素
String removedFirst = deque.removeFirst();
String removedLast = deque.removeLast();
System.out.println("移除的头部元素：" + removedFirst);
System.out.println("移除的尾部元素：" + removedLast);

// 双端队列大小
int size = deque.size();
System.out.println("双端队列大小：" + size);

// 判断双端队列是否为空
boolean isEmpty = deque.isEmpty();
System.out.println("双端队列是否为空：" + isEmpty);
}
}

除了Queue接口和Deque接口，Java还提供了优先队列（PriorityQueue）的实现类。优先队列根据元素的优先级进行排序，在插入元素时会按照一定的规则来确定元素的位置。以下是一个使用优先队列的示例：

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Comparator;

public class PriorityQueueExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个优先队列对象，默认采用最小堆实现
PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(10, new Comparator<Integer>() {
public int compare(Integer a, Integer b) {
return a - b; // 如果a>b则交换，所以这是一个递增序列
}
});

// 向优先队列中添加元素
queue.offer(13);
queue.offer(9);

// 遍历优先队列并输出元素
int len = queue.size();
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.println(queue.poll());
}
// 输出 9 13

// 默认采用最小堆实现的优先队列
PriorityQueue<Integer> queue2 = new PriorityQueue<>();
queue2.offer(11);
queue2.offer(9);

// 遍历优先队列并输出元素
len = queue2.size();
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.println(queue2.poll());
}
// 输出 9， 11
}
}

此外，我们还可以使用Java数组来实现一个简单的队列，但这种方式需要手动实现队列的各种操作。