Java數組模擬簡單隊列實現(順序隊列,環形隊列)

  1. 順序隊列實現
//使用數組模擬隊列
class ArrayQue{
    //表示數組最大容量
    private int maxSize;
    //隊列頭
    private int front;
    //隊列尾
    private int rear;
    //該數組用於存放數據
    private int[] arr;

    //創建隊列的構造器
    public ArrayQue(int arrMaxSize){
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
        //指向隊列頭部,分析出front指向隊列頭的前一個位置
        front = -1;
        //指向隊列尾,指向隊列尾的數據(就是隊列最後一個數據
        rear = -1;
    }

    //判斷隊列是否滿
    public boolean isFull(){
        return  rear == maxSize -1;
    }

    //判斷隊列是否爲空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    //添加數據到隊列
    public void addQueue(int n){
        //判斷隊列是否滿
        if (isFull()){
            System.out.println("隊列滿,不能加入數據");
            return;
        }
        rear ++;//讓rear 後移
        arr[rear] = n;
    }

    //數據出隊列
    public int getQueue(){
        //判斷隊列是否爲空
        if (isEmpty()){
            System.out.println("隊列爲空,沒有數據");
            throw new RuntimeException("隊列空,沒有數據");
        }
        front ++;//讓front後移
        return arr[front];
    }

    //顯示隊列所有數據
    public void showQueue(){
        //遍歷
        if (isEmpty()){
            System.out.println("隊列空,沒有數據");
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i] );

        }
    }

    //顯示隊列的頭數據,不是取出數據
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("隊列空,沒有數據");
        }

        return arr[front + 1];
    }
}

順序隊列的缺點是:只能前進,不能後退,一次數據加載完後,不能再重複利用

  1. 環形隊列
//使用數組模擬環形隊列
// 1. rear默認值爲0, 指向最後一個元素的後一個位置
// 2. front默認值爲0,指向隊列的第一個元素
class CircleArray{
    //表示數組最大容量
    private int maxSize;
    //隊列頭
    private int front;
    //隊列尾
    private int rear;
    //該數組用於存放數據
    private int[] arr;

    //創建隊列的構造器
    public CircleArray(int arrMaxSize){
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
        //指向隊列頭部,分析出front指向隊列頭的前一個位置
        front = 0;
        //指向隊列尾,指向隊列尾的數據(就是隊列最後一個數據
        rear = 0;
    }

    //判斷隊列是否滿
    public boolean isFull(){
        return  (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    //判斷隊列是否爲空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    //添加數據到隊列
    public void addQueue(int n){
        //判斷隊列是否滿
        if (isFull()){
            System.out.println("隊列滿,不能加入數據");
            return;
        }
        //直接將數據加入就可以
        arr[rear] = n;
        //將rear 後移,這裏要考慮取模
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    //數據出隊列
    public int getQueue(){
        //判斷隊列是否爲空
        if (isEmpty()){
            System.out.println("隊列爲空,沒有數據");
            throw new RuntimeException("隊列空,沒有數據");
        }
        //front 是指向隊列的第一個元素
        // 1. 先把front對應的值保存到臨時變量
        // 2. 將front 後移
        int res = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return res;
    }

    //顯示隊列所有數據
    public void showQueue(){
        //遍歷
        if (isEmpty()){
            System.out.println("隊列空,沒有數據");
            return;
        }
        //從front 開始遍歷,遍歷多少個元素 也就是判斷數組中到底有多少個元素
        int size = size();
        for (int i = front; i < front + size; i++) {

            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[(i % maxSize)]);

        }

    }

    //求出當前隊列有效數據個數
    public int size(){
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    //顯示隊列的頭數據,不是取出數據
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("隊列空,沒有數據");
        }

        return arr[front];
    }
}

測試:

public class ArrayQueueCircle {
    public static void main(String[] args) {
    	//創建一個隊列
        ArrayQue arrayQue = new ArrayQue(3);
		//創建一個環形隊列
        CircleArray arrayCir = new CircleArray(4);
        char key = ' ';//接收用戶輸入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        boolean loop = true;

        //輸出一個菜單
        while (loop){
            System.out.println("s(show):顯示隊列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加數據到隊列");
            System.out.println("g(get):從隊列取出數據");
            System.out.println("h(head):查看隊列頭的數據");
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    arrayQue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("請輸入一個數");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayQue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = arrayQue.getQueue();
                        System.out.println("取出的數據是:"+res);
                    } catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = arrayQue.headQueue();
                        System.out.println("隊列頭的數據是:"+res);
                    } catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    loop = false;
                    scanner.close();
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }
}

參考:尚硅谷Java數據結構

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