Java 数据结构之队列(Queue)详解

队列(Queue)是一种常见的数据结构，它是一种特殊的线性表，具有先进先出（FIFO）的特点。队列可以通过数组或链表来实现。

队列的基本操作有入队(enqueue)和出队(dequeue)。入队操作将元素添加到队列的末尾，出队操作将队列的头部元素删除并返回。

在Java中，队列是通过Queue接口来实现的，该接口继承自Collection接口。Queue接口提供了一些方法来操作队列，包括入队、出队、获取队列头部元素等。

常见的队列实现类有以下几种：

1. LinkedList：使用链表实现的队列。LinkedList类实现了Queue接口，并提供了入队、出队、获取队列头部元素等操作。由于链表的特性，LinkedList在频繁的插入和删除操作中效率较高。

2. ArrayDeque：使用循环数组实现的队列。ArrayDeque类也实现了Queue接口，它可以根据需要自动扩容，同时支持双向队列的操作。

3. PriorityQueue：优先队列，是一种基于优先级的队列。PriorityQueue类实现了Queue接口，它根据元素的优先级来进行排序，每次出队的元素都是队列中优先级最高的元素。

下面是一些常用的队列操作：

1. 入队：使用add()或offer()方法将元素添加到队列的末尾。

Queue queue = new LinkedList<>();
queue.add(1);
queue.offer(2);

2. 出队：使用remove()或poll()方法将队列头部的元素删除并返回。

Queue queue = new LinkedList<>();
queue.add(1);
queue.add(2);
int first = queue.remove(); // 删除并返回1
int second = queue.poll(); // 删除并返回2

3. 获取队列头部元素：使用element()或peek()方法获取队列头部的元素，但不会删除。

Queue queue = new LinkedList<>();
queue.add(1);
queue.add(2);
int first = queue.element(); // 获取1
int second = queue.peek(); // 获取1

需要注意的是，当队列为空时，使用remove()或element()方法会抛出NoSuchElementException异常，而使用poll()或peek()方法会返回null。

队列是一种非常常用的数据结构，在很多算法和程序设计中都有广泛应用。掌握队列的基本操作和常用实现类对于Java程序员来说是非常重要的。