Java數據結構之隊列(Queue)詳解

隊列（Queue）是一種先進先出（FIFO）的數據結構，可以在一端插入元素，在另一端刪除元素。在隊列中，插入元素的一端稱為隊尾（rear），刪除元素的一端稱為隊頭（front）。

Java中的Queue接口是一個繼承自Collection接口的子接口，它定義了一些方法來操作隊列。常用的實現類有LinkedList和ArrayDeque。

以下是Queue接口中常用的方法：

1. enqueue(E e)：將元素e插入隊列的隊尾。
2. dequeue()：刪除隊列中的隊頭元素，并返回該元素。
3. peek()：獲取隊頭元素，但不刪除它。
4. isEmpty()：判斷隊列是否為空。
5. size()：獲取隊列中元素的個數。

LinkedList和ArrayDeque是Java中常用的隊列實現類。它們都實現了Queue接口，因此可以直接使用Queue接口中定義的方法。

1. LinkedList實現了雙向鏈表，可以作為隊列的實現。它的enqueue(E e)方法將元素插入鏈表的末尾，dequeue()方法刪除鏈表的第一個元素，并返回該元素。

示例代碼：

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

queue.enqueue(1); // 隊列中插入元素1
queue.enqueue(2); // 隊列中插入元素2

System.out.println(queue.peek()); // 輸出隊頭元素

int num = queue.dequeue(); // 刪除隊頭元素，并返回該元素
System.out.println(num); // 輸出刪除的元素

System.out.println(queue.isEmpty()); // 判斷隊列是否為空
System.out.println(queue.size()); // 輸出隊列中元素的個數

2. ArrayDeque是一個雙端隊列的實現類，也可以作為隊列的實現。它的enqueue(E e)方法將元素插入雙端隊列的末尾，dequeue()方法刪除雙端隊列的第一個元素，并返回該元素。

示例代碼：

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

queue.enqueue(1); // 隊列中插入元素1
queue.enqueue(2); // 隊列中插入元素2

System.out.println(queue.peek()); // 輸出隊頭元素

int num = queue.dequeue(); // 刪除隊頭元素，并返回該元素
System.out.println(num); // 輸出刪除的元素

System.out.println(queue.isEmpty()); // 判斷隊列是否為空
System.out.println(queue.size()); // 輸出隊列中元素的個數

隊列的應用場景非常廣泛，比如在實現消息隊列、線程池等方面都可以使用隊列數據結構。