在阅读本章之前,需要您知道什么是链表?
说到链表,那么就需要聊一聊计算机中的存储方式。计算机中的存储方式主要分为两种,一种是顺序存储,一种是非顺序存储。可以扒一扒这篇文章看一看。
链表是一种非顺序存储结构,它允许保存的数据在内存中可以不连续。
链表有以下4种
next
)指向下一个节点,最后一个节点指向null
next
)指向下一个节点和一个指针(prev
)指向上一个节点。第一个节点的prev
为null
,最后一个节点的next
为null
。next
指针指向第一个节点,假如只有一个节点,这个节点的next
指向自己。prev
指向最后一个节点,最后一个节点的next
指向第一个节点,假如只有一个节点prev
和next
都指向自己。这里只简单详情链表,后面会写文章详细详情链表及链表的实现。本文中我们用单向链表实现。
定义两个指针front
和rear
。front
指向第一个元素,rear
指向最后一个元素。
消费一个元素后,front
指向这个元素的next
。即下一个元素,当消费完最后一个元素后(next == null
),front
和rear
都指向null
。
增加元素后,rear所指向的元素的next
指针指向新元素,同时rear
也指向新元素。
需要在增加或者者取出元素时维护队列长度。
使用链表来实现队列是比较简单的,而且可以实现没有长度限制的队列。
package com.codestd.study.queue;import java.util.NoSuchElementException;/** * 链表方式实现队列 * * @author jaune * @since 1.0.0 */public class LinkedQueue<T> implements Queue<T> { private Node<T> front = null; private Node<T> rear = null; private int size = 0; private final Integer maxSize; /** * 不设置最大长度,则队列的长度可以无限添加 */ public LinkedQueue() { this.maxSize = null; } /** * 设置队列的最大长度,达到最大长度后不能再增加元素。 * @param maxSize 最大长度 */ public LinkedQueue(Integer maxSize) { this.maxSize = maxSize; } @Override public T peek() { if (this.isEmpty()) { throw new NoSuchElementException("队列为空"); } return this.front.item; } @Override public void push(T t) { if (this.isFull()) { throw new RuntimeException("队列已满,无法增加新的元素。"); } if (this.size == 0) { this.front = new Node<>(t); this.rear = this.front; } else { Node<T> node = new Node<>(t); this.rear.next = node; this.rear = node; } this.size++; } @Override public T pop() { if (this.isEmpty()) { throw new NoSuchElementException("队列为空"); } Node<T> node = this.front; if (node.next == null) { this.front = null; this.rear = null; this.size = 0; } else { this.front = node.next; this.size--; } return node.item; } @Override public void clear() { // 这里清空所有引用,目的是为了便于垃圾回收。 Node<T> node = this.front; while (node != null) { Node<T> next = node.next; node.item = null; node.next = null; node = next; } this.front = this.rear = null; this.size = 0; } @Override public int size() { return this.size; } @Override public boolean isEmpty() { return this.size == 0; } /** * 链表队列不会有长度限制。 */ @Override public boolean isFull() { if (this.maxSize == null) { return false; } else { return size == maxSize; } } private static class Node<T> { T item; Node<T> next; public Node(T item) { this.item = item; } }}
注意clear方法,clear方法中是将所有引用都清空了。这样便于垃圾回收。java.util.LinkedList
中的clear
采用了另一种方法,下面将代码贴出来供大家参考。
public void clear() { // Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but: // - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit // more than one generation // - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator for (Node<E> x = first; x != null; ) { Node<E> next = x.next; x.item = null; x.next = null; x.prev = null; x = next; } first = last = null; size = 0; modCount++;}