孤樱懶契 发表于 2021-6-26 17:07

【Java】数据结构-链表实现队列(完整代码)

本帖最后由 孤樱懶契 于 2021-10-23 22:37 编辑



# 链表实现队列的接口

## Queue.java

```java
public interface Queue<E> {

    int getSize();
    boolean isEmpty();
    void enqueue(E e);
    E dequeue();
    E getFront();
}

```



# 链表实现队列操作执行结果

!(https://gitee.com/gylq/cloudimages/raw/master/img/image-20210626170535468.png)

# 链表实现队列操作(完整代码)

## LinkedListQueue.java(实现队列的操作)

```java
public class LinkedListQueue<E> implements Queue<E> {

    private class Node{
      public E e;
      public Node next;

      public Node(E e, Node next){
            this.e = e;
            this.next = next;
      }

      public Node(E e) { this(e, null);}

      public Node() {this(null, null);}

      @Override
      public String toString(){ return e.toString(); }
    }

    private Node head, tail;
    private int size;

    public LinkedListQueue(){
      head = null;
      tail = null;
      size = 0;
    }

    @Override
    public int getSize(){
      return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty(){
      return size == 0;
    }

    //入队
    @Override
    public void enqueue(E e){
      if(tail == null){
            tail = new Node(e);
            head = tail;
      }
      else{
            tail.next = new Node(e);
            tail = tail.next;
      }
      size ++;
    }

    //出队
    @Override
    public E dequeue(){
      if(isEmpty())
            throw new IllegalArgumentException("Cannot dequeue from an empty queue.");

      Node retNode = head;
      head = head.next;
      retNode.next = null;
      if(head == null)
            tail = null;
      size --;
      return retNode.e;
    }

    @Override
    public E getFront(){
      if(isEmpty())
            throw new IllegalArgumentException("Queue is empty");
      return head.e;
    }

    @Override
    public String toString(){
      StringBuilder res = new StringBuilder();
      res.append("Queue: front ");

      Node cur = head;
      while(cur != null){
            res.append((cur + "->"));
            cur = cur.next;
      }
      res.append("NULL tail");
      return res.toString();
    }
    public static void main(String[] args){

      LinkedListQueue<Integer> queue = new LinkedListQueue<>();
      for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++){
            queue.enqueue(i);
            System.out.println(queue);

            if(i % 3 == 2){
                queue.dequeue();
                System.out.println(queue);
            }
      }
    }
}
```

# 我对比了一下数组队列、循环数组队列、链表实现队列的时间输出结果截图

> - ## 明显循环数组队列和列表实现队列的时间相当,数组队列最差。相差100倍左右

!(https://gitee.com/gylq/cloudimages/raw/master/img/image-20210626170306274.png)

# 测试时间代码

```java
import java.util.Random;

public class Main {

    // 测试使用q运行opCount个enqueue和dequeue操作所需要的时间,单位:秒
    private static double testQueue(Queue<Integer> q, int opCount){

      long startTime = System.nanoTime();

      Random random = new Random();
      for(int i = 0 ; i < opCount; i ++)
            q.enqueue(random.nextInt(Integer.MAX_VALUE));
      for(int i = 0 ; i < opCount ; i ++)
            q.dequeue();

      long endTime = System.nanoTime();

      return (endTime - startTime) / 100000000.0;

    }
    public static void main(String[] args){

      int opCount = 100000;

      LoopQueue<Integer> loopQueue = new LoopQueue<>();
      double time1 = testQueue(loopQueue, opCount);
      System.out.println("LoopQueue , time: " + time1 + "s");
      ArrayQueue<Integer> arrayQueue = new ArrayQueue<>();
      double time2 = testQueue(arrayQueue, opCount);
      System.out.println("arrayQueue , time: " + time2 + "s");
      LinkedListQueue<Integer> linkedListQueue = new LinkedListQueue<>();
      double time3 = testQueue(linkedListQueue, opCount);
      System.out.println("LinkedListQueue , time: " + time3 + "s");


    }
}
```

pengtusheng 发表于 2021-6-26 19:41

{:1_893:}厉害      666666
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