在本文中，我們將討論隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其操作以及如何使用Java中的數(shù)組實(shí)現(xiàn)這些操作。
什么是隊(duì)列？
隊(duì)列是線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由遵循先進(jìn)先出序列的項(xiàng)的集合組成。這意味著要插入的第一個項(xiàng)目將是第一個要刪除的項(xiàng)目。您也可以說項(xiàng)目是按照其插入順序刪除的。
使用一個真實(shí)的例子，我們可以將隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與排隊(duì)等待服務(wù)的個人隊(duì)列進(jìn)行比較。一旦一個人被照顧，他們就會離開隊(duì)列，等待下一個人被照顧。他們按照他們來的順序得到幫助。
隊(duì)列的結(jié)構(gòu)
隊(duì)列主要由兩部分組成：前/頭和后/尾/后。為了清晰和一致，我們將堅持使用正面和背面。
背面是插入項(xiàng)目的位置，正面是隊(duì)列中移除/刪除項(xiàng)目的部分。
這是一個圖表，以幫助您更好地理解：
該圖顯示了一個包含各種單元格的數(shù)組。物品通過背面插入，并通過正面移除。有一些術(shù)語用于插入和刪除隊(duì)列中的項(xiàng)目，我們將在下一節(jié)中介紹。
請注意，您可以反轉(zhuǎn)隊(duì)列的結(jié)構(gòu) - 您可以將前面放在右側(cè)，將后面放在左側(cè)。無論您使用哪種結(jié)構(gòu)，請始終記住，通過背面插入項(xiàng)目，通過正面刪除。
隊(duì)列的常見操作
隊(duì)列中通常使用以下操作：
排隊(duì)：從隊(duì)列后面添加項(xiàng)目。
取消排隊(duì)：從隊(duì)列前面刪除項(xiàng)目。
前面/速覽：返回隊(duì)列前面的項(xiàng)的值，而不對項(xiàng)進(jìn)行排隊(duì)(刪除)。
是空的：檢查隊(duì)列是否為空。
已滿：檢查隊(duì)列是否已滿。
顯示：打印隊(duì)列中的所有項(xiàng)目。
在了解如何使用代碼實(shí)現(xiàn)此目的之前，您需要了解排隊(duì)和取消排隊(duì)操作的工作原理以及它們?nèi)绾斡绊懬昂笪恢谩?/p>
大多數(shù)編程語言中的數(shù)組索引從 0 開始。在實(shí)現(xiàn)代碼時，我們將數(shù)組的前后值的索引設(shè)置為 -1。這將使我們能夠在添加值時正確移動前后位置。
請考慮下圖：
箭頭顯示數(shù)組正面和背面的位置。當(dāng)兩個位置都位于 -1 時，表示數(shù)組為空。
讓我們將一些項(xiàng)添加到數(shù)組中，看看會發(fā)生什么。
我們插入(排隊(duì))了我們的第一個項(xiàng)目 - 5。正面和背面的位置也發(fā)生了變化。接下來，我們將看到當(dāng)我們排隊(duì)更多項(xiàng)目時會發(fā)生什么
已添加第二個項(xiàng)目，但僅向后移動。隨著我們排隊(duì)購買更多項(xiàng)目，這種情況將繼續(xù)下去。在上一個示例中，正面和背面一起移動，以便正面可以占據(jù)第一項(xiàng)的位置。
由于這是當(dāng)時第一個也是唯一一個物品，因此正面和背面都坐在那個位置。但是現(xiàn)在我們已經(jīng)排隊(duì)了更多的項(xiàng)目，后面將繼續(xù)跟隨最后一個項(xiàng)目。
我們將繼續(xù)填充數(shù)組，以便我們可以看到取消排隊(duì)時會發(fā)生什么。
因此，后退箭頭按照項(xiàng)目添加到最后一個的順序跟隨項(xiàng)目?，F(xiàn)在讓我們刪除(取消排隊(duì))一些項(xiàng)目。
還記得先到先出的順序嗎?當(dāng)我們執(zhí)行取消排隊(duì)操作時，它將首先從隊(duì)列中刪除 5。如果我們再次執(zhí)行它，那么它將移動到下一個數(shù)字，即10，并按照該順序繼續(xù)，只要我們調(diào)用它。
這里，第一個取消排隊(duì)操作：
現(xiàn)在，前箭頭已移至索引 1。這意味著索引 0 處的項(xiàng)目已被刪除。通過刪除，我們并不意味著從數(shù)組中，而是從隊(duì)列中移除 - 只有從前位置到后位置的項(xiàng)目是隊(duì)列的一部分。
按照相同的順序，如果我們繼續(xù)刪除項(xiàng)目，它將到達(dá)隊(duì)列末尾的前箭頭與后箭頭相遇的點(diǎn)。如果我們在這一點(diǎn)上再次取消排隊(duì)，前面的箭頭將移動超過后面的箭頭，然后隊(duì)列將被視為空，因?yàn)槟抢餂]有要刪除的內(nèi)容。發(fā)生這種情況時，我們會將其索引重置為 -1(初始起始點(diǎn))。
是時候編寫一些代碼了!
在 Java 中實(shí)現(xiàn)隊(duì)列
我們將通過創(chuàng)建每個操作，然后在最后將所有內(nèi)容放在一起來分解此部分。
我們已經(jīng)創(chuàng)建了變量及其參數(shù)。我們使用 3 作為數(shù)組中可以排隊(duì)的最大項(xiàng)數(shù)。就像我們在上一節(jié)中的圖像中看到的那樣，我們已將正面和背面的初始索引設(shè)置為 -1。
接下來，我們將定義“是空”和“是完整”功能。
對于空的：
如果你在上一節(jié)中繼續(xù)，很容易掌握。僅當(dāng)正面和背面的索引為 -1 時，數(shù)組才為空。
對于是完整的：
這個可能看起來有點(diǎn)棘手，但這是邏輯：數(shù)組中允許的最大項(xiàng)目數(shù)為3，但數(shù)組中的三個項(xiàng)目不由索引3表示，而是用2表示，因?yàn)榈谝粋€索引是0。因此，最大長度減去 1 給我們的索引 2，它是數(shù)組中的第三個單元格。
當(dāng)所有單元格都已使用第三個單元格之前的值排隊(duì)時，數(shù)組將已滿。
對于隊(duì)列：
如果數(shù)組已滿，則我們收到一條消息，指出它已滿。如果正面和背面為 -1，則將項(xiàng)目分配給索引為 0 的第一個單元格 – 否則，將插入該值并遞增后位置。
對于取消排隊(duì)：
在這里，如果數(shù)組為空，我們得到相應(yīng)的消息。如果前面與后面相遇，我們會將其索引重置回 -1，就像我們在上一節(jié)中的圖像中看到的那樣。如果最后兩個條件不適用，則前面遞增。
對于顯示：
在這里，如果數(shù)組不為空，我們將遍歷并打印所有項(xiàng)目。
最后，為了一窺：
這僅打印正面項(xiàng)目的值。
這些是我們隊(duì)列的所有操作。以下是所有這些內(nèi)容：
現(xiàn)在讓我們執(zhí)行操作：
enQueue(3)將 3 插入到我們的隊(duì)列中，類似于接下來的兩行代碼。
display()打印出數(shù)組中的項(xiàng)。
peak()打印前面的項(xiàng)的值。
我們沒有執(zhí)行，因此您可以繼續(xù)自己嘗試 - 顯示您的數(shù)組并在取消排隊(duì)后看一看，看看會發(fā)生什么。有多種方法可以修改代碼，所以玩得開心!deQueue
現(xiàn)在讓我們執(zhí)行操作：
enQueue(3)將 3 插入到我們的隊(duì)列中，類似于接下來的兩行代碼。
display()打印出數(shù)組中的項(xiàng)。
peak()打印前面的項(xiàng)的值。
我們沒有執(zhí)行，因此您可以繼續(xù)自己嘗試 - 顯示您的數(shù)組并在取消排隊(duì)后看一看，看看會發(fā)生什么。有多種方法可以修改代碼，所以玩得開心!deQueue
結(jié)論
在本文中，我們定義了一個隊(duì)列及其結(jié)構(gòu)。我們繼續(xù)看到一些使用圖像的示例，以顯示隊(duì)列的前后位置在項(xiàng)目排隊(duì)和取消排隊(duì)時如何反應(yīng)。最后，我們看到了如何使用Java中的數(shù)組實(shí)現(xiàn)隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
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