java定长队列的实现示例
引言
在Java编程中，队列（Queue）是一种非常常用的数据结构。队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，它允许在一端插入元素，在另一端删除元素。然而，Java标准库提供的队列实现并不满足所有需求，特别是在需要保持队列长度固定的情况下。因此，我们需要自己实现定长队列。
本文将介绍如何在Java中实现一个定长队列，并提供代码示例。
定长队列的概念
定长队列是一种具有固定容量的队列，当队列已满时，插入操作将被阻塞，直到有元素被删除。定长队列通常用于限制内存或处理能力的应用场景，例如在消息队列、线程池等方面。
实现定长队列的思路
要实现一个定长队列，我们可以使用数组作为底层数据结构，并使用两个指针来跟踪队列的头部和尾部。当插入元素时，尾指针将向前移动，并将元素存储在指针所指向的位置。当删除元素时，头指针将向前移动，并返回指针所指向的元素。
为了实现阻塞插入操作，我们可以使用wait()和notify()方法来控制线程的等待和唤醒。当队列已满时，插入线程将进入等待状态。当有元素被删除时，删除线程将唤醒插入线程并继续插入操作。
下面是一个简单的定长队列的实现：
public class FixedSizeQueue<T> {
private Object[] elements;
private int head;
private int tail;
private int size;
public FixedSizeQueue(int capacity) {
elements = new Object[capacity];
head = 0;
tail = 0;
size = 0;
}
public synchronized void enqueue(T element) throws InterruptedException {
while (size == elements.length) {
wait();
}
elements[tail] = element;
tail = (tail + 1) % elements.length;
size++;
notifyAll();
}
public synchronized T dequeue() throws InterruptedException {
while (size == 0) {
wait();
}
T element = (T) elements[head];
head = (head + 1) % elements.length;
size--;
notifyAll();
return element;
}
public synchronized int size() {
return size;
}
}使用定长队列
使用定长队列非常简单。首先，我们需要创建一个定长队列对象，并指定队列的容量：
FixedSizeQueue<String> queue = new FixedSizeQueue<>(10);
然后，我们可以使用enqueue()方法向队列中插入元素：
queue.enqueue("Hello");
queue.enqueue("World");
使用dequeue()方法可以从队列中删除并返回头部的元素：
String element = queue.dequeue(); System.out.println(element); // 输出 "Hello"
队列的大小可以通过size()方法获取：
int size = queue.size(); System.out.println(size); // 输出 1
总结
在本文中，我们介绍了定长队列的概念，并提供了一个简单的Java实现。定长队列是一种有限容量的队列，对于某些应用场景非常有用。我们使用数组和两个指针来实现队列，并使用wait()和notify()方法实现阻塞插入操作。
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