数据结构 - 数组模拟一般队列

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队列

队列是一个有序列表，可以使用数组或者链表实现

遵循先入先出的原则。 即先存入列表的数据要先取出，后存入的要后取出。

使用数组模拟队列如图：

思路分析：

front指向队列的头部，rear指向队列的尾部。

当有数据输入时，队列的头部不动，尾部向上移，

当rear = maxSize - 1 时，队列满，无法再加入数据；

当有数据取出时，队列的尾部不动，头部上移，也就是取出先加入的数据，再取出后加入的数据，

当 rear = front 时，队列空，此时无法再取出数据。用数组模拟队列时front 和 rear 均初始化为-1。front 为-1指向队列头部就是队列头数据的前一个数据，rear 为-1指向队列尾部就是队列的最后一个数据

代码实现

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) 显示队列信息");
            System.err.println("(a) 添加数据到队列");
            System.err.println("(g) 从队列取出数据");
            System.err.println("(h) 显示队列头数据");
            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("请输入一个数据添加到队列");
                        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("头数据:"+quee.headQueue());
                    } catch (Exception e) {
                        System.err.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
            }

        }
    }
}

// 使用数组模拟队列
class ArrayQueeTest{
    private int maxSize;//数组的最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//数组用于存放数据 ,模拟队列

    //创建队列的构造器
    public ArrayQueeTest(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = -1;// 指向队列头部 就是 队列头数据的前一个数据
        rear = -1;// 队列尾部 就是 队列的最后一个数据
    }

    // 判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return rear == maxSize-1;
    }

    // 判断队列是否为null
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列, 进队列
    public void addQueue(int num){
        if(isFull()){
            throw  new RuntimeException("队列已满,加入不了");
        }
        rear++;//让 rear 后移 
        arr[rear] = num;
    }

    // 获取队列的数据 ,出队列
    public int getQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空,不能取值");
        }
        front++;// front 后移
        return arr[front];
    }

    // 显示队列数据
    public void showQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]);
        }
    }

    // 显示队列头数据
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");
        }
        return arr[front+1];
    }
}

效果图

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