數據結構 - 數組模擬一般隊列

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隊列

隊列是一個有序列表，可以使用數組或者鏈表實現

遵循先入先出的原則。 即先存入列表的數據要先取出，後存入的要後取出。

使用數組模擬隊列如圖：

思路分析：

front指向隊列的頭部，rear指向隊列的尾部。

當有數據輸入時，隊列的頭部不動，尾部向上移，

當rear = maxSize - 1 時，隊列滿，無法再加入數據；

當有數據取出時，隊列的尾部不動，頭部上移，也就是取出先加入的數據，再取出後加入的數據，

當 rear = front 時，隊列空，此時無法再取出數據。用數組模擬隊列時front 和 rear 均初始化爲-1。front 爲-1指向隊列頭部就是隊列頭數據的前一個數據，rear 爲-1指向隊列尾部就是隊列的最後一個數據

代碼實現

package com.yifan.linear;

import java.util.Scanner;

/**
 * @Author YIFan
 * @Date 2020/6/10 12:15
 * @Version 1.0
 */
public class ArrayQueue {
    public static void main(String[] args) {

        ArrayQueeTest quee = new ArrayQueeTest(4);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while (loop){
            System.err.println("(s) 顯示隊列信息");
            System.err.println("(a) 添加數據到隊列");
            System.err.println("(g) 從隊列取出數據");
            System.err.println("(h) 顯示隊列頭數據");
            System.err.println("(e) 退出程序");

            char key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 'e':
                    loop = false;
                    break;
                case 's':
                    try {
                        quee.showQueue();
                    } catch (Exception e) {
                        System.err.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'a':
                    try {
                        System.out.println("請輸入一個數據添加到隊列");
                        int i = scanner.nextInt();
                        quee.addQueue(i);
                    } catch (Exception e) {
                        System.err.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        System.out.println("取出:"+quee.getQueue());
                    } catch (Exception e) {
                        System.err.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        System.out.println("頭數據:"+quee.headQueue());
                    } catch (Exception e) {
                        System.err.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
            }

        }
    }
}

// 使用數組模擬隊列
class ArrayQueeTest{
    private int maxSize;//數組的最大容量
    private int front;//隊列頭
    private int rear;//隊列尾
    private int[] arr;//數組用於存放數據 ,模擬隊列

    //創建隊列的構造器
    public ArrayQueeTest(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = -1;// 指向隊列頭部 就是 隊列頭數據的前一個數據
        rear = -1;// 隊列尾部 就是 隊列的最後一個數據
    }

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

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

    // 添加數據到隊列, 進隊列
    public void addQueue(int num){
        if(isFull()){
            throw  new RuntimeException("隊列已滿,加入不了");
        }
        rear++;//讓 rear 後移 
        arr[rear] = num;
    }

    // 獲取隊列的數據 ,出隊列
    public int getQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("隊列爲空,不能取值");
        }
        front++;// front 後移
        return arr[front];
    }

    // 顯示隊列數據
    public void showQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("隊列爲空,沒有數據");
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]);
        }
    }

    // 顯示隊列頭數據
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("隊列爲空,沒有數據");
        }
        return arr[front+1];
    }
}

效果圖

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