java數據結構-數組模擬隊列

一.隊列介紹
1.隊列是一個有序列表，可以用數組或是鏈表來實現。
2.遵循先入先出的原則。即：先存入隊列的數據，要先取出。後存入的要後取出
3.示意圖：(使用數組模擬隊列示意圖)

二.數組模擬隊列思路：
1.隊列本身是有序列表，若使用數組的結構來存儲隊列的數據，則隊列數組的聲明如下圖,其中maxSize是該隊列的最大容量。
2.因爲隊列的輸出、輸入是分別從前後端來處理，因此需要兩個變量front及rear分別記錄隊列前後端的下標，front會隨着數據輸出而改變，而rear則是隨着數據輸入而改變。
3.當我們將數據存入隊列時稱爲”addQueue”，addQueue的處理需要有兩個步驟：
思路分析
（1）將尾指針往後移：rear+1,當（front等於rear)時隊列爲空。
（2）若尾指針rear小於隊列的最大下標maxSize-1，則將數據存入rear所指的數組元素中，否則無法存入數據。rear=maxSize-1時隊列滿。
三.代碼實現

package com.atguigu.queue;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		//測試一把
		//創建一個隊列
		ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
		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);//接收一個字符
			switch (key) {
			case 's':
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("輸出一個數");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g': //取出數據
				try {
					int res = queue.getQueue();
					System.out.printf("取出的數據是%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h': //查看隊列頭的數據
				try {
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("隊列頭的數據是%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e': //退出
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		
		System.out.println("程序退出~~");
	}

}

// 使用數組模擬隊列-編寫一個ArrayQueue類
class ArrayQueue {
	private int maxSize; // 表示數組的最大容量
	private int front; // 隊列頭
	private int rear; // 隊列尾
	private int[] arr; // 該數據用於存放數據, 模擬隊列

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

	// 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;
	}

	// 獲取隊列的數據, 出隊列
	public int getQueue() {
		// 判斷隊列是否空
		if (isEmpty()) {
			// 通過拋出異常
			throw new RuntimeException("隊列空，不能取數據");
		}
		front++; // front後移
		return arr[front];

	}

	// 顯示隊列的所有數據
	public void showQueue() {
		// 遍歷
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("隊列空的，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， 注意不是取出數據
	public int headQueue() {
		// 判斷
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("隊列空的，沒有數據~~");
		}
		return arr[front + 1];
	}
}

注意：
此模擬方法數組只能用一次，優化見博文-java數據結構-數組模擬環形隊列。