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队列是一种特殊的线性表,是一种先进先出(FIFO)的数据结构。它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时,称为空队列。 展开全文
队列是一种特殊的线性表,是一种先进先出(FIFO)的数据结构。它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时,称为空队列。
信息
外文名
queue
属    于
编程
类    别
计算机
中文名
队列
性    质
科学
queue简介
在队列这种数据结构中,最先插入在元素将是最先被删除;反之最后插入的元素将最后被删除,因此队列又称为“先进先出”(FIFO—first in first out)的线性表。队列空的条件:front=rear队列满的条件: rear = MAXSIZE队列可以用数组Q[1…m]来存储,数组的上界m即是队列所容许的最大容量。在队列的运算中需设两个指针:head,队头指针,指向实际队头元素的前一个位置;tail,队尾指针,指向实际队尾元素所在的位置。一般情况下,两个指针的初值设为0,这时队列为空,没有元素。图1 ( a)画出了一个由6个元素构成的队列,数组定义Q[1…10]。Q(i) i=3,4,5,6,7,8头指针head=2,尾指针tail=8。队列中拥有的元素个数为:L=tail-head现要让排头的元素出队,则需将头指针加1。即head=head+1这时头指针向上移动一个位置,指向Q(3),表示Q(3)已出队。见图1 (b)。如果想让一个新元素入队,则需尾指针向上移动一个位置。即tail=tail+1这时Q(9)入队。当队尾已经处理在最上面时,即tail=10,如果还要执行入队操作,则要发生"上溢",但实际上队列中还有三个空位置,所以这种溢出称为"假溢出"。克服假溢出的方法有两种。一种是将队列中的所有元素均向低地址区移动,显然这种方法是很浪费时间的;另一种方法是将数组存储区看成是一个首尾相接的环形区域。当存放到n地址后,下一个地址就"翻转"为1。在结构上采用这种技巧来存储的队列称为循环队列。队列和栈一样只允许在端点(前端或者后端)处插入和删除元素。循环队的入队算法如下:1、tail=tail+1;2、若tail=n+1,则tail=1;3、若head=tail尾指针与头指针重合了,表示元素已装满队列,则作上溢出错处理;4、否则,Q(tail)=X,结束(X为新入出元素)。队列和栈一样,有着非常广泛的应用。
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  • C++ 队列queue的用法

    万次阅读 多人点赞 2018-11-29 17:45:36
    头文件中,queue 模板类需要两个模板参数,一个是元素类型,一个容器类型,元素类型是必要的,容器类型是可选的,默认为deque 类型。  C++队列Queue是一种容器适配器,它给予程序员一种先进先出(F...

    

    转自:http://www.169it.com/article/2718050585107790752.html

     C++队列queue模板类的定义在<queue>头文件中,queue 模板类需要两个模板参数,一个是元素类型,一个容器类型,元素类型是必要的,容器类型是可选的,默认为deque 类型。

        C++队列Queue是一种容器适配器,它给予程序员一种先进先出(FIFO)的数据结构。

     

    C++队列Queue类成员函数如下:

    back()返回最后一个元素

    empty()如果队列空则返回真

    front()返回第一个元素

    pop()删除第一个元素

    push()在末尾加入一个元素

    size()返回队列中元素的个数

     

    queue 的基本操作举例如下:

     

     

    queue入队,如例:q.push(x); 将x 接到队列的末端。

    queue出队,如例:q.pop(); 弹出队列的第一个元素,注意,并不会返回被弹出元素的值。

    访问queue队首元素,如例:q.front(),即最早被压入队列的元素。

    访问queue队尾元素,如例:q.back(),即最后被压入队列的元素。

    判断queue队列空,如例:q.empty(),当队列空时,返回true。

    访问队列中的元素个数,如例:q.size()

     

    C++ stl队列queue示例代码1:

     

    <strong>
    #include 
    
    #include 
    
    #include 
    
    using namespace std;
    
    int main()
    
    {
    
        int e,n,m;
    
        queue q1;
    
        for(int i=0;i<10;i++)
    
           q1.push(i);
    
        if(!q1.empty())
    
        cout<<"dui lie  bu kong\n";
    
        n=q1.size();
    
        cout<</strong>

     

    C++ stl队列queue示例代码2:

     

    
    #include 
    
    #include 
    
    #include 
    
    /*
    
    调用的时候要有头文件: #include 或 #include +
    
    #include       #include
    
    详细用法:
    
    定义一个queue的变量     queue M
    
    查看是否为空范例        M.empty()    是的话返回1,不是返回0;
    
    从已有元素后面增加元素   M.push()
    
    输出现有元素的个数      M.size()
    
    显示第一个元素          M.front()
    
    显示最后一个元素        M.back()
    
    清除第一个元素          M.pop()
    
    */
    
    using namespace std;
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    
    {
    
    queue  myQ;
    
    cout<< "现在 queue 是否 empty? "<< myQ.empty() << endl; 
    
    for(int i =0; i<10 ; i++)
    
    {
    
    myQ.push(i);
    
    }
    
    for(int i=0; i
    
    #include 
    
    #include 
    
    /*
    
    调用的时候要有头文件: #include 或 #include +
    
    #include       #include
    
    详细用法:
    
    定义一个queue的变量     queue M
    
    查看是否为空范例        M.empty()    是的话返回1,不是返回0;
    
    从已有元素后面增加元素   M.push()
    
    输出现有元素的个数      M.size()
    
    显示第一个元素          M.front()
    
    显示最后一个元素        M.back()
    
    清除第一个元素          M.pop()
    
    */
    
    using namespace std;
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    
    {
    
    queue  myQ;
    
    cout<< "现在 queue 是否 empty? "<< myQ.empty() << endl; 
    
    for(int i =0; i<10 ; i++)
    
    {
    
    myQ.push(i);
    
    }
    
    for(int i=0; i

     

     

     

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  • Queue 详解

    万次阅读 2019-10-22 18:17:55
    (讲得很详细,刚好在用queue,不熟,找到这篇博文好好学习了下。) https://www.cnblogs.com/lemon-flm/p/7877898.html Queue: 基本上,一个队列就是一个先入先出(FIFO)的数据结构 Queue接口与List、Set...

    

     

     

    (讲得很详细,刚好在用queue,不熟,找到这篇博文好好学习了下。)

    https://www.cnblogs.com/lemon-flm/p/7877898.html

     

    Queue: 基本上,一个队列就是一个先入先出(FIFO)的数据结构

    Queue接口与List、Set同一级别,都是继承了Collection接口。LinkedList实现了Deque接 口。

     

    Queue的实现


    1、没有实现的阻塞接口的LinkedList: 实现了java.util.Queue接口和java.util.AbstractQueue接口
      内置的不阻塞队列: PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue
      PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue 类在 Collection Framework 中加入两个具体集合实现。 
      PriorityQueue 类实质上维护了一个有序列表。加入到 Queue 中的元素根据它们的天然排序(通过其 java.util.Comparable 实现)或者根据传递给构造函数的 java.util.Comparator 实现来定位。
      ConcurrentLinkedQueue 是基于链接节点的、线程安全的队列。并发访问不需要同步。因为它在队列的尾部添加元素并从头部删除它们,所以只要不需要知道队列的大 小,          ConcurrentLinkedQueue 对公共集合的共享访问就可以工作得很好。收集关于队列大小的信息会很慢,需要遍历队列。


    2)实现阻塞接口的:
      java.util.concurrent 中加入了 BlockingQueue 接口和五个阻塞队列类。它实质上就是一种带有一点扭曲的 FIFO 数据结构。不是立即从队列中添加或者删除元素,线程执行操作阻塞,直到有空间或者元素可用。
    五个队列所提供的各有不同:
      * ArrayBlockingQueue :一个由数组支持的有界队列。
      * LinkedBlockingQueue :一个由链接节点支持的可选有界队列。
      * PriorityBlockingQueue :一个由优先级堆支持的无界优先级队列。
      * DelayQueue :一个由优先级堆支持的、基于时间的调度队列。
      * SynchronousQueue :一个利用 BlockingQueue 接口的简单聚集(rendezvous)机制。

     

     

     

     

    下表显示了jdk1.5中的阻塞队列的操作:

     

      add        增加一个元索                     如果队列已满,则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
      remove   移除并返回队列头部的元素    如果队列为空,则抛出一个NoSuchElementException异常
      element  返回队列头部的元素             如果队列为空,则抛出一个NoSuchElementException异常
      offer       添加一个元素并返回true       如果队列已满,则返回false
      poll         移除并返问队列头部的元素    如果队列为空,则返回null
      peek       返回队列头部的元素             如果队列为空,则返回null
      put         添加一个元素                      如果队列满,则阻塞
      take        移除并返回队列头部的元素     如果队列为空,则阻塞

     

    remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。 

     

    阻塞队列的操作可以根据它们的响应方式分为以下三类:add、remove和element操作在你试图为一个已满的队列增加元素或从空队列取得元素时 抛出异常。当然,在多线程程序中,队列在任何时间都可能变成满的或空的,所以你可能想使用offer、poll、peek方法。这些方法在无法完成任务时 只是给出一个出错示而不会抛出异常。

     

    注意:poll和peek方法出错进返回null。因此,向队列中插入null值是不合法的

     

    最后,我们有阻塞操作put和take。put方法在队列满时阻塞,take方法在队列空时阻塞。

     

     

    LinkedBlockingQueue的容量是没有上限的(说的不准确,在不指定时容量为Integer.MAX_VALUE,不要然的话在put时怎么会受阻呢),但是也可以选择指定其最大容量,它是基于链表的队列,此队列按 FIFO(先进先出)排序元素。


    ArrayBlockingQueue在构造时需要指定容量, 并可以选择是否需要公平性,如果公平参数被设置true,等待时间最长的线程会优先得到处理(其实就是通过将ReentrantLock设置为true来 达到这种公平性的:即等待时间最长的线程会先操作)。通常,公平性会使你在性能上付出代价,只有在的确非常需要的时候再使用它。它是基于数组的阻塞循环队 列,此队列按 FIFO(先进先出)原则对元素进行排序。


    PriorityBlockingQueue是一个带优先级的 队列,而不是先进先出队列。元素按优先级顺序被移除,该队列也没有上限(看了一下源码,PriorityBlockingQueue是对 PriorityQueue的再次包装,是基于堆数据结构的,而PriorityQueue是没有容量限制的,与ArrayList一样,所以在优先阻塞 队列上put时是不会受阻的。虽然此队列逻辑上是无界的,但是由于资源被耗尽,所以试图执行添加操作可能会导致 OutOfMemoryError),但是如果队列为空,那么取元素的操作take就会阻塞,所以它的检索操作take是受阻的。另外,往入该队列中的元 素要具有比较能力。


    DelayQueue(基于PriorityQueue来实现的)是一个存放Delayed 元素的无界阻塞队列,只有在延迟期满时才能从中提取元素。该队列的头部是延迟期满后保存时间最长的 Delayed 元素。如果延迟都还没有期满,则队列没有头部,并且poll将返回null。当一个元素的 getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) 方法返回一个小于或等于零的值时,则出现期满,poll就以移除这个元素了。此队列不允许使用 null 元素。

     

     

    一个例子:

    package com.yao;

    import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

    import java.util.concurrent.BlockingQueue;

    import java.util.concurrent.ExecutorService;

    import java.util.concurrent.Executors;

    public class BlockingQueueTest {

     /**

     定义装苹果的篮子

      */

     public static class Basket{

      // 篮子,能够容纳3个苹果

      BlockingQueue<String> basket = new ArrayBlockingQueue<String>(3);

     

      // 生产苹果,放入篮子

      public void produce() throws InterruptedException{

       // put方法放入一个苹果,若basket满了,等到basket有位置

       basket.put("An apple");

      }

      // 消费苹果,从篮子中取走

      public String consume() throws InterruptedException{

       // get方法取出一个苹果,若basket为空,等到basket有苹果为止

       String apple = basket.take();

       return apple;

      }

     

      public int getAppleNumber(){

       return basket.size();

      }

     

     }

     // 测试方法

     public static void testBasket() {

      // 建立一个装苹果的篮子

      final Basket basket = new Basket();

      // 定义苹果生产者

      class Producer implements Runnable {

       public void run() {

        try {

         while (true) {

          // 生产苹果

          System.out.println("生产者准备生产苹果:"

            + System.currentTimeMillis());

          basket.produce();

          System.out.println("生产者生产苹果完毕:"

            + System.currentTimeMillis());

          System.out.println("生产完后有苹果:"+basket.getAppleNumber()+"个");

          // 休眠300ms

          Thread.sleep(300);

         }

        } catch (InterruptedException ex) {

        }

       }

      }

      // 定义苹果消费者

      class Consumer implements Runnable {

       public void run() {

        try {

         while (true) {

          // 消费苹果

          System.out.println("消费者准备消费苹果:"

            + System.currentTimeMillis());

          basket.consume();

          System.out.println("消费者消费苹果完毕:"

            + System.currentTimeMillis());

          System.out.println("消费完后有苹果:"+basket.getAppleNumber()+"个");

          // 休眠1000ms

          Thread.sleep(1000);

         }

        } catch (InterruptedException ex) {

        }

       }

      }

     

      ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();

      Producer producer = new Producer();

      Consumer consumer = new Consumer();

      service.submit(producer);

      service.submit(consumer);

      // 程序运行10s后,所有任务停止

      try {

       Thread.sleep(10000);

      } catch (InterruptedException e) {

      }

      service.shutdownNow();

     }

     public static void main(String[] args) {

      BlockingQueueTest.testBasket();

     }

    }

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  • C++基础:queue

    万次阅读 多人点赞 2019-01-05 16:53:40
    queue&gt;即可使用队列类。 常用函数: 1. push 2. pop 3. size 4. empty 5. front 6. back 1.push: 在队列尾部插入一个元素 #include &lt;iostream&gt; #include &lt;queue&gt; ...

    在C++中,使用头文件#include <queue>即可使用队列类。

    常用函数:

    1. push

    2. pop

    3. size

    4. empty

    5. front

    6. back

    1.push:

    在队列尾部插入一个元素

    #include <iostream>
    #include <queue>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	queue<string> q;
    	q.push("First!");
    	q.push("Second!");
    	cout<<q.front()<<endl;
    	cout<<q.front()<<endl;
    	return 0;
    }

    先进入的元素先出来,输出First!

    2.pop

    将队列中最靠前位置的元素拿掉(剔除)。无返回值的void函数。

    #include <iostream>
    #include <queue>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	queue<string> q;
    	q.push("First!");
    	q.push("Second!");
    	q.pop();
    	cout<<q.front()<<endl;
    	cout<<q.front()<<endl;
    	return 0;
    }

    输出Second!

    3.size

    返回队列中元素的个数,返回值类型为unsigned int

    #include <iostream>
    #include <queue>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	queue<string> q;
    	q.push("First!");
    	q.push("Second!");
    //	q.pop();            //若执行次步,则size-1 
            q.size();
            cout<<q.size()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    	return 0;
    }

    4.empty

    判断队列是否为空,如果为空返回true。

    #include <iostream>
    #include <queue>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	queue<string> q;
    	q.push("First!");
    	q.push("Second!");
    //	q.pop();            //若执行次步,则size-1 
    //      q.size();
            q.empty();
    	cout<<q.empty()<<endl; 
    //      cout<<q.size()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    	return 0;
    }

    不为空返回false。

    5.front

    返回队列中第一个进入的元素,即第一个元素,但是并没有剔除。

    #include <iostream>
    #include <queue>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	queue<string> q;
    	q.push("First!");
    	q.push("Second!");
    //	q.pop();            //若执行次步,则size-1 
    //      q.size();
    //      q.empty();
    //	cout<<q.empty()<<endl; 
    //      cout<<q.size()<<endl;
    	cout<<q.front()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    	return 0;
    }

    6.back

    返回队列中最后进入的元素,即最后一个元素,并且不剔除

    #include <iostream>
    #include <queue>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	queue<string> q;
    	q.push("First!");
    	q.push("Second!");
    //	q.pop();            //若执行次步,则size-1 
    //  q.size();
    //  q.empty();
        q.back();
    	cout<<q.back()<<endl; 
    //	cout<<q.empty()<<endl; 
    //  cout<<q.size()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    //	cout<<q.front()<<endl;
    	return 0;
    }

    输出Second!

     

    展开全文
  • Java 集合深入理解(9):Queue 队列

    万次阅读 多人点赞 2016-11-21 13:35:05
    什么是队列队列是数据结构中比较重要的一种类型,它支持 FIFO,尾部添加、头部删除(先进队列的元素先出队列),跟我们生活中的排队类似。队列有两种: 单队列 循环队列 单队列就是常见的队列, 每次添加元素时,都是...

    点击查看 Java 集合框架深入理解 系列, - ( ゜- ゜)つロ 乾杯~


    今天心情不太好,来学一下 List 吧!

    什么是队列

    队列是数据结构中比较重要的一种类型,它支持 FIFO,尾部添加、头部删除(先进队列的元素先出队列),跟我们生活中的排队类似。

    队列有两种:

    • 单队列
    • 循环队列

    单队列就是常见的队列, 每次添加元素时,都是添加到队尾:

    以数组实现的队列为例,初始时队列长度固定为 4,font 和 rear 均为 0:

    这里写图片描述

    每添加一个元素,rear 后移一位。当添加四个元素后, rear 到了索引为 4 的位置:

    这里写图片描述

    这时 a1,a2 出队,front 后移动到 2:

    这里写图片描述

    这时想要再添加两个元素,但 rear 后移两位后就会越界:

    这里写图片描述

    明明有三个空位,却只能再放入一个!这就是单队列的“假溢出”情况。

    (上述参考借鉴自 http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2350

    针对这种情况,解决办法就是后面满了,就再从头开始,也就是头尾相接的循环。这就是 “循环队列” 的概念。

    循环队列:

    循环队列中,
    rear = (rear - size) % size

    接着上面的例子,当 rear 大于 队列长度时,rear = ( 5 - 5) % 5 = 0 :

    这里写图片描述

    这样继续添加时,还可以添加几个元素:

    这里写图片描述

    那如何判断队列是否装满元素了呢,单使用 front == rear 无法判断究竟是空的还是满了。

    两种方法:

    1. 加个标志 flag ,初始为 false,添加满了置为 true;
    2. 不以 front = rear 为放满标志,改为 (rear - front) % size = 1。

    法 2 的公式放满元素时空余了一个位置,这个公式是什么意思呢?

    这里写图片描述

    接着上面的情况,当 rear 从后面添加元素跑到前面 0 时,再添加一个元素 a6,rear 后移一位到 1,这时 front = 2, (1 - 2) % 5 = 1, 满足放满条件。

    因此,当 rear > font 时,队列中元素个数 = rear - font;

    当 rear < font 时,队列中元素分为两部分: size - font 和 rear ,也就是 rear + size - font。以上述图片为例,队列中元素个数 = 1 + 5 - 2 = 4.

    这里写图片描述

    接着我们介绍 Java 集合框架中的队列 Queue

    这里写图片描述

    Java 集合中的 Queue 继承自 Collection 接口 ,Deque, LinkedList, PriorityQueue, BlockingQueue 等类都实现了它。

    Queue 用来存放 等待处理元素 的集合,这种场景一般用于缓冲、并发访问。

    除了继承 Collection 接口的一些方法,Queue 还添加了额外的 添加、删除、查询操作。

    这里写图片描述

    添加、删除、查询这些个操作都提供了两种形式,其中一种在操作失败时直接抛出异常,而另一种则返回一个特殊的值:

    这里写图片描述

    Queue 方法介绍:

    1.add(E), offer(E) 在尾部添加:

    boolean add(E e);
    
    boolean offer(E e);
    

    他们的共同之处是建议实现类禁止添加 null 元素,否则会报空指针 NullPointerException;

    不同之处在于 add() 方法在添加失败(比如队列已满)时会报 一些运行时错误 错;而 offer() 方法即使在添加失败时也不会奔溃,只会返回 false。

    2016.11.21 添加

    注意

    Queue 是个接口,它提供的 add, offer 方法初衷是希望子类能够禁止添加元素为 null,这样可以避免在查询时返回 null 究竟是正确还是错误。

    事实上大多数 Queue 的实现类的确响应了 Queue 接口的规定,比如 ArrayBlockingQueue,PriorityBlockingQueue 等等。

    但还是有一些实现类没有这样要求,比如 LinkedList。

    感谢 sumsear 指出。

    2.remove(), poll() 删除并返回头部:

    E remove();
    
    E poll();
    

    当队列为空时 remove() 方法会报 NoSuchElementException 错; 而 poll() 不会奔溃,只会返回 null。

    3.element(), peek() 获取但不删除:

    E element();
    
    E peek();
    

    当队列为空时 element() 抛出异常;peek() 不会奔溃,只会返回 null。

    其他

    1.虽然 LinkedList 没有禁止添加 null,但是一般情况下 Queue 的实现类都不允许添加 null 元素,为啥呢?因为 poll(), peek() 方法在异常的时候会返回 null,你添加了 null 以后,当获取时不好分辨究竟是否正确返回。

    2.Queue 一般都是 FIFO 的,但是也有例外,比如优先队列 priority queue(它的顺序是根据自然排序或者自定义 comparator 的);再比如 LIFO 的队列(跟栈一样,后来进去的先出去)。

    不论进入、出去的先后顺序是怎样的,使用 remove(),poll() 方法操作的都是 头部 的元素;而插入的位置则不一定是在队尾了,不同的 queue 会有不同的插入逻辑。

    Thanks

    https://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/interfaces/queue.html

    https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Queue.html

    http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2350

    http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2351

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queue