java是如何實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的?針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答,希望可以幫助更多想解決這個(gè)問(wèn)題的小伙伴找到更簡(jiǎn)單易行的方法。
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隊(duì)列是一種特殊的線性表,遵循的原則就是“先入先出”。在我們?nèi)粘J褂弥?,?jīng)常會(huì)用來(lái)并發(fā)操作數(shù)據(jù)。在并發(fā)編程中,有時(shí)候需要使用線程安全的隊(duì)列。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的隊(duì)列通常有兩種方式:一種是使用阻塞隊(duì)列,另一種是使用線程同步鎖。
1、基于鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列:
首先添加一個(gè)節(jié)點(diǎn)類,作為隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)元素
public class Node {//鏈表中的一個(gè)節(jié)點(diǎn) Node next = null; int data; //構(gòu)造函數(shù),用于添加鏈表時(shí)候使用 public Node(int d) { this.data = d; }; }
再新建一個(gè)類作為我們的隊(duì)列,在該類中實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的入隊(duì)和出隊(duì)以及求隊(duì)列的長(zhǎng)度和判斷隊(duì)列是否為空等方法
①入隊(duì)操作:
首先通過(guò)函數(shù)參數(shù)傳入要入隊(duì)的數(shù)據(jù),根據(jù)傳入的參數(shù),新增一個(gè)節(jié)點(diǎn)Node,在入隊(duì)方法中判斷該隊(duì)列是否為空,若該隊(duì)列為空(head==tail),則該入隊(duì)的節(jié)點(diǎn)既是隊(duì)頭也是隊(duì)尾。若隊(duì)列不為空,則將尾節(jié)點(diǎn)tail的next指針指向該元素,然后將tail節(jié)點(diǎn)指向該節(jié)點(diǎn)。
public void put(Integer data) { Node newNode = new Node(data);//構(gòu)造一個(gè)新節(jié)點(diǎn) if(head == null && tail == null) {//隊(duì)列為空 head = newNode; tail = newNode; }else { tail.next = newNode; tail = newNode; } }
②出隊(duì)操作:
若隊(duì)列為空,則返回空。若隊(duì)列不為空,則返回該隊(duì)列的頭結(jié)點(diǎn),然后將頭結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)元素重新作為頭節(jié)點(diǎn)
public Integer pop() { if(this.isEmpty()) { return null; } int data = head.data; head = head.next; return data; }
③判斷隊(duì)列空和對(duì)列長(zhǎng)度很簡(jiǎn)單,直接貼代碼,不再多說(shuō)。
public int size() { int count = 0; Node tmp = head; while(tmp != null) { count++; tmp = tmp.next; } return count; }
④詳細(xì)代碼實(shí)現(xiàn):
package com.wp.datastruct; /** * 利用鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列 * */ public class MyQueue{ Node head = null;//隊(duì)列頭 Node tail = null;//隊(duì)列尾 /** * 入隊(duì)操作: * 若該隊(duì)列尾空,則入隊(duì)節(jié)點(diǎn)既是頭結(jié)點(diǎn)也是尾節(jié)點(diǎn) * 若隊(duì)列不為空,則先用tail節(jié)點(diǎn)的next指針指向該節(jié)點(diǎn) * 然后將tail節(jié)點(diǎn)指向該節(jié)點(diǎn) * */ public void put(Integer data) { Node newNode = new Node(data);//構(gòu)造一個(gè)新節(jié)點(diǎn) if(head == null && tail == null) {//隊(duì)列為空 head = newNode; tail = newNode; }else { tail.next = newNode; tail = newNode; } } /** * 判斷隊(duì)列是否為空:當(dāng)頭結(jié)點(diǎn)等于尾節(jié)點(diǎn)的時(shí)候該隊(duì)列就為空 * */ public boolean isEmpty() { return head == tail; } /** * 出隊(duì)操作: * 若隊(duì)列為空,則返回null * 否則,返回隊(duì)列的頭結(jié)點(diǎn),并將head節(jié)點(diǎn)指向下一個(gè) * */ public Integer pop() { if(this.isEmpty()) { return null; } int data = head.data; head = head.next; return data; } public int size() { int count = 0; Node tmp = head; while(tmp != null) { count++; tmp = tmp.next; } return count; } }
2、使用linkedList
來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列
該方法是使用java中的linkedList集合來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)隊(duì)列,通過(guò)調(diào)用linkedList中的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的入隊(duì)出隊(duì),判空等操作
首先new一個(gè)類來(lái)作為我們的隊(duì)列,該類中包含兩個(gè)屬性,一個(gè)是size:用來(lái)統(tǒng)計(jì)該隊(duì)列的長(zhǎng)度,另一個(gè)是LinkedList對(duì)象,
代表我們的隊(duì)列。
private LinkedListlist = new LinkedList<>(); private int size = 0;//用于統(tǒng)計(jì)隊(duì)列的長(zhǎng)度
①入隊(duì)操作:
應(yīng)為linkedList集合中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)好了添加刪除操作,在這里我們只需要簡(jiǎn)單的調(diào)用方法就可以實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的相關(guān)操作了,非常簡(jiǎn)單而且容易理解。
public synchronized void put(E data) {//保證線程安全,實(shí)現(xiàn)同步操作 list.add(data); size++; }
②出隊(duì)操作:
public synchronized E pop() { size--; return list.removeFirst();//從頭取出 }
③詳細(xì)代碼:
public class MyQueue2{ private LinkedList list = new LinkedList<>(); private int size = 0;//用于統(tǒng)計(jì)隊(duì)列的長(zhǎng)度 public synchronized void put(E data) {//保證線程安全,實(shí)現(xiàn)同步操作 list.add(data); size++; } public synchronized E pop() { size--; return list.removeFirst();//從頭取出 } public synchronized int size() { return size; } public boolean isEmpty() { return size == 0; } }
3、使用兩個(gè)棧來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)隊(duì)列。
也可以使用兩個(gè)實(shí)現(xiàn)好的棧來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)隊(duì)列(這個(gè)問(wèn)題可能面試筆試的時(shí)候回被問(wèn)到)。
實(shí)現(xiàn)方法是:
創(chuàng)建兩個(gè)棧s1,s2。入隊(duì)的時(shí)候就只壓棧到s1中。
出隊(duì)分兩種情況:1.當(dāng)s2不為空的使用,就彈出棧頂元素作為出隊(duì)元素。
2.當(dāng)s2等于空,則先將s1中的元素全部彈出到s2中,再?gòu)膕2中彈出棧頂元素作為出隊(duì)元素。
①入隊(duì):
public synchronized void put(E data) {//使用同步處理,保證線程安全 s1.push(data); }
②出隊(duì):
public synchronized E pop() { if(!s2.isEmpty()) { return s2.pop(); }else { s2.push(s1.pop()); return s2.pop(); } }
③.詳細(xì)代碼實(shí)現(xiàn):
package com.wp.datastruct; import java.util.Stack; /** * 利用兩個(gè)棧來(lái)模擬隊(duì)列操作 * 入隊(duì)操作就只是想棧s1中添加, * 出棧操作分為兩部分: * 1.當(dāng)s2中不為空的時(shí)候,就直接彈出s2中的棧頂數(shù)據(jù) * 2.當(dāng)s2中為空的時(shí)候,就先把s1中的數(shù)據(jù)全部彈出到s2中然后將棧頂數(shù)據(jù)出棧 * * */ public class MyQueue3{ Stack s1 = new Stack<>(); Stack s2 = new Stack<>(); public synchronized void put(E data) {//使用同步處理,保證線程安全 s1.push(data); } public synchronized E pop() { if(!s2.isEmpty()) { return s2.pop(); }else { s2.push(s1.pop()); return s2.pop(); } } public synchronized boolean isEmpty() { return s1.isEmpty() && s2.empty(); } }
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