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数据结构(JAVA)—— 数组实现队列

2021/12/18 16:14:26

队列介绍

队列是一个有序列表,可以用 数组 或是 链表 来实现。
遵循 先入先出 的原则。即:先存入队列的数据,要先取出。后存入的要后取出
队列本身是有序列表,若使用数组的结构来存储队列的数据,则队列数组的声明如下图, 其中 maxSize 是该队列的最大容量。
因为队列的输出、输入是分别从前后端来处理,因此需要两个变 front rear 分别记录队列前后端 的下标, front 会随着数据输出而改变,而 rear 则是随着数据输入而改变,如图所示 :
代码实现:
出队列操作 getQueue
显示队列的情况 showQueue
查看队列头元素 head Queue
退出系统 exit
package com.sanjin.study;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author sanjin
 * @create 2021-12-18 14:16
 */
public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        char key = ' ';//接收用户输入
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        //输出一个菜单
        while(loop){
            System.out.println("s(show):显示队列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加数据到队列");
            System.out.println("g(get):从队列取出数据");
            System.out.println("h(head):查看队列的头数据");
            key = scan.next().charAt(0);//接受一个字符
            switch (key){
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入要添加的数:");
                    int value = scan.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据为" + res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.println("队列的头数据为" + res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scan.close();
                    loop = false;
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序已退出");

    }


}
//使用数组模拟队列,编写一个ArrayQueue类
class ArrayQueue{
    private int maxSize;//表示数组的最大容量
    private int front;//队列头指针
    private int rear;//队列尾指针
    private int[] arr;//该数组用于存放数据,模拟队列


    //创建ArrayQueue的构造器
    public ArrayQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = -1;//指向队列头的前一个位置
        rear = -1;//指向队列尾部
    }

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

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

    //添加数据到队列中
    public void addQueue(int n){
        //判断队列是否满
        if(isFull()){
            System.out.println("队列满,不能加入数据!");
            return;
        }
        rear++;//rear后移
        arr[rear] = n;

    }

    //获取队列的数据,出队列
    public int getQueue(){
        //判断队列是否为空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空!不能取数据");
        }
        front++;//令front后移
        return arr[front];
    }

    //显示队列的所有数据
    public void showQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空,无法显示");
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

    //显示队列的头数据,不是取出!
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空,没有头数据");
        }
        return arr[front + 1];
    }
}

此段代码整体没有较困难的地方,需要注意的细节是:front指针是指向头指针的前一个位置,而rear指向数组的最后一个元素本身。

此段代码仍存在问题,没有实现数组的复用,待我看完下一段视频,会来调试