java中隊(duì)列和棧結(jié)構(gòu)的示例分析

這篇文章主要介紹了java中隊(duì)列和棧結(jié)構(gòu)的示例分析，具有一定借鑒價(jià)值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

一、隊(duì)列結(jié)構(gòu)

1、基礎(chǔ)概念

隊(duì)列是一種特殊的線性表，特殊之處在于它只允許在表的前端（front）進(jìn)行刪除操作，而在表的后端（rear）進(jìn)行插入操作，和棧一樣，隊(duì)列是一種操作受限制的線性表。進(jìn)行插入操作的端稱為隊(duì)尾，進(jìn)行刪除操作的端稱為隊(duì)頭。

2、特點(diǎn)描述

隊(duì)列是一個(gè)有序列表，可以用數(shù)組或是鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)，遵循先進(jìn)先出的原則。即:先進(jìn)入隊(duì)列的數(shù)據(jù)，會(huì)先取出；后進(jìn)入隊(duì)列的數(shù)據(jù)，要后取出；即FIFO原則。

入隊(duì)列示意圖：

出隊(duì)列示意圖：

通過(guò)上述兩張圖解，不難發(fā)現(xiàn)隊(duì)列結(jié)構(gòu)的一些特點(diǎn)：

• 先進(jìn)入的數(shù)據(jù)先出去；

• 數(shù)據(jù)從隊(duì)尾進(jìn)入，從隊(duì)首出去；

• 基于數(shù)組描述隊(duì)列下標(biāo)變更頻繁；

• 出隊(duì)列算法可以基于容器大小取模；

隊(duì)列結(jié)構(gòu)的核心是對(duì)容器內(nèi)是否空、是否滿標(biāo)志的判斷算法，即容器為空不可再取，容器已滿無(wú)法再存；該算法結(jié)構(gòu)在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的適應(yīng)非常廣泛。

3、消息隊(duì)列

消息隊(duì)列就是基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的“先進(jìn)先出”策略實(shí)現(xiàn)的，將消息以排隊(duì)的方式放入隊(duì)列中，然后出隊(duì)列被消費(fèi)：

有時(shí)候某類消息消費(fèi)需要有順序控制，即可以對(duì)消息中的公共ID做取模處理，即把某類消息都置于一個(gè)隊(duì)列中即可。

4、API使用案例

LinkedList類實(shí)現(xiàn)Queue隊(duì)列接口，因此可以基于LinkedList模擬隊(duì)列效果。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class M01_Queue {
    public static void main(String[] args) {
        // 入隊(duì)列
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.add("head") ;
        queue.add("middle") ;
        queue.add("tail") ;
        // 當(dāng)隊(duì)列出數(shù)據(jù)之后，size是不斷變化的
        int queueSize = queue.size() ;
        int loop = 0 ;
        // 根據(jù)隊(duì)列大小，不斷出隊(duì)列
        while (loop < queueSize) {
            System.out.println(queue.poll());
            System.out.println(queue);
            loop ++ ;
        }
    }
}

二、棧結(jié)構(gòu)

1、基礎(chǔ)概念

棧（stack）又名堆棧，它是一種運(yùn)算受限的線性表。限定僅在表尾進(jìn)行插入和刪除操作的線性表。這一端被稱為棧頂，相對(duì)地，把另一端稱為棧底。向一個(gè)棧插入新元素又稱作進(jìn)棧、入?；驂簵?push)，它是把新元素放到棧頂元素的上面，使之成為新的棧頂元素；從一個(gè)棧刪除元素又稱作出?；蛲藯?pop)，它是把棧頂元素刪除掉，使其相鄰的元素成為新的棧頂元素。

2、特點(diǎn)描述

棧是一個(gè)先入后出的有序列表，添加和刪除只能在棧頂端(Top)操作，另一端為固定的一端，稱為棧底(Bottom)。

入棧示意圖：

出棧示意圖：

通過(guò)上述兩張圖解，棧結(jié)構(gòu)的一些特點(diǎn)如下：

• 進(jìn)棧出棧都要通過(guò)棧頂端操作；

• 進(jìn)出棧都不移動(dòng)棧底指針；

• 進(jìn)出棧都要移動(dòng)棧頂指針；

基于棧的定義可知，最先放入棧中元素在棧底，最后放入的元素在棧頂，從棧容器中而刪除元素剛好相反，最后放入的元素最先刪除，最先放入的元素最后刪除。

3、遞歸應(yīng)用

棧在Java編程中的常見應(yīng)用，(1)子程序的調(diào)用：在跳往子程序前，會(huì)將下個(gè)指令的地址存到堆棧中，直到子程序執(zhí)行完后再將地址取出，退回到原來(lái)的程序中;(2)處理遞歸調(diào)用：和子程序的調(diào)用類似，除了存儲(chǔ)下一個(gè)指令的地址外，也要將參數(shù)、區(qū)域變量等數(shù)據(jù)存入堆棧中。

4、API使用案例

Stack棧API是Vector的一個(gè)子類，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的后進(jìn)先出的棧，堆棧只定義了默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)空棧，堆棧除了包括由Vector定義的所有方法，也定義了自己的一些方法。

import java.util.Stack;

public class M02_Stack {
    public static void main(String[] args) {
        // 入堆棧
        Stack<String> stack = new Stack<>() ;
        stack.push("First") ;
        stack.push("Second") ;
        stack.push("Third") ;
        int stackSize = stack.size() ;
        int loop = 0 ;
        // 根據(jù)棧大小，不斷出棧
        while (loop < stackSize) {
            System.out.println(stack.pop());
            System.out.println(stack);
            loop ++ ;
        }
    }
}

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