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wzjs 2025/7/27 19:56:49
阿里云clouder网站建设,公司搜索seo,贵阳网站建设开发,app渠道推广目录 一、队列基本知识 二、队列在Java中的实现 1.Queue 2.Deque ①实现普通队列 ②实现栈 ③实现双端队列 3.基于底层数据结构 4.组合模式 三、相关算法题目 思路 代码 四、栈和队列总结 一、队列基本知识 队列只能在队尾添加元素，在队头删除元素&a…

目录

一、队列基本知识

二、队列在Java中的实现

1.Queue

2.Deque

①实现普通队列

②实现栈

③实现双端队列

3.基于底层数据结构 

4.组合模式

三、相关算法题目

思路

代码

四、栈和队列总结

一、队列基本知识

队列只能在队尾添加元素，在队头删除元素，因此具有先进先出的特点（FIFO），比如排队，队列只能在首尾两端进行操作，做不到随机访问；

队尾入，队头处

常用操作方法：

入队（enQueue）：将元素添加到队列的末尾，如果队列已满，可能会抛出异常或返回错误（取决于实现）；

出队（deQueue）：在队头移除并返回队列的第一个元素，如果队列为空，可能会抛出异常或者返回错误；

获得队首元素（peek）：返回队列的第一个元素，但不移除它，如果队列为空，可能会抛出异常或返回错误；

判空（isEmpty）：检查队列是否为空，为空，返回true，不为空，返回false；

获取队列长度（size）：返回队列中元素的数量；

二、队列在Java中的实现

1.Queue

Queue是java中实现队列的接口（此处队列指普通队列，FIFO型），实现类有LinkedList（基于双向链表实现）、PriorityQueue（基于堆实现，元素按优先级出队），常用LinkedList；

Queue常用的方法有6个，分为3类：插入、移除、获取元素，每个方法存在两种形式：一种抛出异常（操作失败时），另一种返回一个特殊值（null或false）；

操作失败情况抛出异常返回特殊值(null / false)
将元素e插入到队尾超出队列容量boolean  add(E e)bollean  offer(E e)：false
获取并移除此队列的头队列为空E  remove()E  poll()：null
获取但不移除此队列的头队列为空        E  element()E  peek()：null

参考：【Java】Java队列Queue使用详解_java queue-CSDN博客   博主：devnn

2.Deque

Deque 是一个双端队列接口，支持在两端插入和移除元素；继承自Queue接口；

Deque的实现类有ArrayDeque（基于动态数组实现）、LinkedList（基于双向链表实现）、LinkedBlocking Deque；

ArrayDeque在用作队列时快于LinkedList；

Deque有三种用途：普通队列、双端队列、栈，常用方法有12种，不同的数据结构实现选用不同方法；建议最好不要在Deque实现中插入null元素；

①实现普通队列

将元素添加到双端队列的末尾，从双端队列的开头移除元素，得到 FIFO（先进先出）行为

Deque<E> deque = new ArrayDeque<>();

Deque<E> deque = new LinkedList<>();

Queue<E> queue = new ArrayDeque<>();

Queue<E> queue = new LinkedList<>();

常用方法：从 Queue 接口继承的方法完全等效于 Deque 方法

Queue方法等效Deque方法

将指定元素插入Deque末尾

(入队)

抛出异常boolean  add(E e)void  addLast(E e)
返回特殊值bollean  offer(E e)boolean offerLast(E e)
获取并移除Deque第一个元素（出队）抛出异常E  remove()E  removeFirst()
返回特殊值E  poll()E  pollFirst()
获取但不移除Deque第一个元素抛出异常E  element()E  getFirst()
返回特殊值E  peek()E  peekFirst()

示例代码：

Deque<String> deque = new LinkedList<>();//创建一个LinkedList实现类的对象
//Deque<String> deque = new ArrayDeque<>();//创建一个ArrayDeque实现类的对象
deque.addLast("A");
deque.addLast("B");
System.out.println(deque.removeFirst()); // 输出: A

②实现栈

Deque<E> stack = new ArrayDeque<>();

Deque<E> stack = new LinkedList<>();

详见栈 

代码随想录刷题day28|（栈与队列篇:栈）232.用栈实现队列-CSDN博客

③实现双端队列

Deque<E> deque = new ArrayDeque<>();

Deque<E> deque = new LinkedList<>(); 

Queue<E> queue = new ArrayDeque<>();

Queue<E> queue = new LinkedList<>();

注意：Queue接口只能实现队列，Deque接口既能实现队列，也能实现栈；

参考：【Java】Java双端队列Deque使用详解_dequeuejava-CSDN博客

3.基于底层数据结构 

数组：使用循环数组实现

链表：使用单链表实现

了解即可

4.组合模式

原理类似栈，常用LinkedList（底层是链表）实现队列，ArrayList底层是基于动态数组，在ArrayList中，移除第一个元素会导致后面的所有元素向前移动一位，时间复杂度为O(n)，如果出队操作频繁，时间开销比较大；

示例代码

import java.util.LinkedList;public class ComposedQueue<E> {private LinkedList<E> list;public ComposedQueue() {list = new LinkedList<>();}// 入队public void enqueue(E element) {list.addLast(element);}// 出队public E dequeue() {if (isEmpty()) {throw new IllegalStateException("队列为空");}return list.removeFirst();}// 查看队首元素public E peek() {if (isEmpty()) {throw new IllegalStateException("队列为空");}return list.getFirst();}// 判断队列是否为空public boolean isEmpty() {return list.isEmpty();}// 获取队列大小public int size() {return list.size();}
}

三、相关算法题目

225.用队列实现栈

思路

关键是出栈操作和获取栈顶元素操作，每次出栈时，将deque1中的元素倒序存入deque2中，原本元素队尾入，想要倒序就让元素从队头入，deque2运行addFirst(x)方法（从队头添加元素，元素顺序和deque1的入队出队顺序一致）即可实现，注意！倒序存入deque2的操作不需要在deque2为空时再操作，举个例子：

按照1 2 3的顺序

首先deque1执行push方法入队，deque1：（队头）1 2 3（队尾），相当于栈的入栈操作

deque2此时为空，将deque1中的元素倒序存入，deque2：3 2 1

deque2从队头出队：3 2 1，实现先进后出，相当于栈的出栈操作；

此时，按照4 5 的顺序再次入队deque1：4 5

如果之前deque2中只出队元素3，还剩元素2 1，此时不为空，假设时在deque2为空才运行addFirst方法，那么此时出栈操作，不会运行该方法，直接从deque2中移除元素，那么将会移除元素2，而在栈中，从栈顶往下应该是：5 4 2 1，应该出栈的是元素5

而每次出队时deque2都执行addFirst操作，此时deque2中：（队头）5 4 2 1（队尾）

出队元素为5，正确

代码

225. 用队列实现栈 - 力扣（LeetCode）

class MyStack {//成员变量Deque<Integer> deque1;Deque<Integer> deque2;public MyStack() {deque1 = new LinkedList<>();deque2 = new LinkedList<>();}    public void push(int x) {//deque1入队deque1.addLast(x);}    public int pop() {//deque1出队---倒序入队deque2---deque2出队method();return deque2.removeFirst();}public void method(){//确保deque2中包含的是deque1中所有元素的倒叙 不用借助数组 deque中有对应方法while(!deque1.isEmpty()){deque2.addFirst(deque1.removeFirst());}}public int top() {method();return deque2.getFirst();        }    public boolean empty() {return deque1.isEmpty() && deque2.isEmpty();}
}

四、栈和队列总结

java中栈和队列的实现有四种方式：

栈：Stack类、Deque接口、组合模式、底层数据结构（数组、链表）

队列：Queue接口和Deque接口、组合模式、底层数据结构（数组、链表）

其中Deque接口中两个实现类ArrayDeque和LinkedList都可以实现栈和队列，组合模式中通常封装List接口，创建其实现类ArrayList（底层数组）和LinkedList（底层链表）的实例对象，对于栈，常用ArrayList实现，对于队列，常用LinkedList实现；

对于栈，Stack类已经过时，java官方不推荐；

组合模式和底层数据结构的方式均需要手写方法，较为复杂，更推荐使用Deque接口；

http://www.dtcms.com/wzjs/117285.html

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