java创建定长队列

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mob64ca12f2c96c 2024-10-02 04:03:49 ©著作权

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创建定长队列的教程

在Java中，创建一个定长队列是一个常见的需求，通常用于并发编程或任务调度等场景。本文将引导你一步一步实现一个简单的定长队列。我们将采用一个基本的设计流程，并通过具体的代码示例来阐述每一步的实现方法。

流程概述

下面是创建定长队列的步骤：

步骤	操作	说明
1	创建队列类	定义一个队列类来封装队列逻辑
2	初始化队列参数	设置队列的最大长度和存储结构
3	实现入队方法	实现向队列添加元素的方法
4	实现出队方法	实现从队列移除元素的方法
5	可选：实现遍历和查看队列	提供查看队列内容的方法

具体实现

1. 创建队列类

我们首先创建一个名为FixedSizeQueue的类。

public class FixedSizeQueue<T> {
    // 队列的存储数组
    private Object[] elements;
    // 队列的最大长度
    private int maxSize;
    // 当前队列的大小
    private int size = 0;
    // 队列的头部索引
    private int head = 0;
    // 队列的尾部索引
    private int tail = 0;

    // 构造函数，初始化数组大小
    public FixedSizeQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        this.elements = new Object[maxSize];
    }
}

2. 初始化队列参数

在上面的代码中，我们初始化了队列的最大长度和实际存储元素的数组。

3. 实现入队方法

接下来，我们将一个新方法enqueue添加到我们的队列类中，该方法用于添加新元素到队列中。

public void enqueue(T element) {
    if (size == maxSize) {
        throw new RuntimeException("Queue is full");
    }
    elements[tail] = element; // 将元素添加到队尾
    tail = (tail + 1) % maxSize; // 更新尾部索引
    size++; // 更新当前队列大小
}

4. 实现出队方法

现在，我们需要实现出队方法dequeue，用于从队列中移除元素。

public T dequeue() {
    if (size == 0) {
        throw new RuntimeException("Queue is empty");
    }
    T element = (T) elements[head]; // 获取队头元素
    elements[head] = null; // 清除队头元素
    head = (head + 1) % maxSize; // 更新头部索引
    size--; // 更新当前队列大小
    return element; // 返回移除的元素
}

5. 可选：实现遍历和查看队列

最后，我们可以实现一个方法来遍历队列并查看当前存储的元素。

public void printQueue() {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        System.out.print(elements[(head + i) % maxSize] + " ");
    }
    System.out.println();
}

状态图

下面是一个简化的状态图，展示了队列的状态变更过程：

stateDiagram
    [*] --> empty
    empty --> full : enqueue
    full --> empty : dequeue
    empty --> partial : enqueue
    partial --> full : enqueue
    partial --> empty : dequeue
    full --> partial : dequeue