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(先存入的数据先取出)
数组模拟队列:
- 队列本身就是有序列表,如果使用数组结构来存储队列的数据,声明如下,其中maxSize是最大容量。
- 因为的输入输出是分别从前后端来处理的,因此需要用两个变量front和rear来记录队列前后端的下标,front会随着数据的输出而改变,rear随着数据的输入而改变。
思路分析:
- 判满(rear==maxSize-1)
- 判空(front==rear)
- 加入数据,尾指针后移
- 取出数据,头指针上移
图1-1数组模拟队列
代码实现:
package com.jun._2_queue;
import java.util.Scanner;
import javax.management.RuntimeErrorException;
/**
* 数组模拟队列
*
* @author jun
*
*/
public class ArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个队列
ArrayQueue arrQueue = new ArrayQueue(3);
char key = ' ';// 接受输入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
// 输出菜单
while (loop) {
System.out.println("e(exit):退出程序");
System.out.println("a(add):添加数据");
System.out.println("s(show):显示队列");
System.out.println("g(get):从队列获取数据");
System.out.println("h(head):查看头部数据");
key = scanner.next().charAt(0);// 接收用户传入的一个字符
switch (key) {
case 's':
arrQueue.show();
break;
case 'a':
System.out.println("请输入要添加的数");
int value = scanner.nextInt();
arrQueue.add(value);
break;
case 'g':// 取数据可能会发生无数据可取的异常
try {
int res = arrQueue.get();
System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h':
try {
int res = arrQueue.headQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出!");
}
}
//使用数组模拟队列
class ArrayQueue {
private int maxSize;// 数组最大容量
private int front;// 头
private int rear;// 尾
private int[] arr;// 模拟数组
// 创建队列的构造器
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1;// 指向队列头前一个位置
rear = -1;// 指向队列尾的位置
}
// 判满
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 1;
}
// 判空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
// 入队(添加数据)
public void add(int n) {
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满");
return;
}
rear++;// 后移
arr[rear] = n;
}
// 出队(获取数据)
public int get() {
if (isEmpty()) {
// 通过抛出异常来处理
throw new RuntimeException("队列为空");// 跳出
}
front++;
return arr[front];
}
// 显示队列数据
public void show() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空,无法遍历");
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
}
}
// 显示队列的头数据
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空,无法遍历");
}
return arr[front + 1];
}
}
结果输出:
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
s
队列为空,无法遍历
arr[0]=0
arr[1]=0
arr[2]=0
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
a
请输入要添加的数
10
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
a
请输入要添加的数
20
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
a
请输入要添加的数
30
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
s
arr[0]=10
arr[1]=20
arr[2]=30
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
a
请输入要添加的数
40
队列已满
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
g
取出的数据是10
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
g
取出的数据是20
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
g
取出的数据是30
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
g
队列为空
e(exit):退出程序
a(add):添加数据
s(show):显示队列
g(get):从队列获取数据
h(head):查看头部数据
e
程序退出!
存在问题:
- 数据不能重复使用,当一轮数据存入、取出之后,再次存入数据会提示队列满 。
- 原因是rear和front上移之后没有取模,所以下面的数组无法取到。
优化:
使用环形队列解决