java叫号系统队列应用 java队列解决排队问题

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mob64ca1409d8ea 2023-09-23 08:49:23

文章标签 java叫号系统队列应用 java System 数组数据 文章分类 Java 后端开发

java数据结构之环形队列（数组实现）

前言

算法是支撑整个程序运行的基础，所以要想成为一个大佬级别，算法知识就是必不可少的，接下来给大家分享一下自己最近学习的算法。

1.引出问题

环形队列只要来解决什么问题呢？
首先想到银行排队问题，大多数解决思路是生成一个有序集合用来存储需要进行排队的顾客（队列）。新增一个顾客，就将该顾客放入到集合（队列）中，并且长度+1；当取出一名顾客时，移除集合（队列）的头部分，集合（队列）的长度不变。

2.问题分析

这种解决思路固然能够解决问题，但是选用集合的方式是不合理的，原因如下：
（1）集合不能够复用。
（2）占用本地内存太大。

3.对上述问题进行代码演示

为了方便直接利用数组来存储队列(话不多说直接上代码)

3.1代码中方法的陈诉

（1）利用指针的方式来进行存取数据
front 在取数据时，自动向后+1
rear 在存数据时，自动向后+1
（2）在设定指针初始值时默认都是-1
front ：表示指向该队列首元素的前一个位置
rear：表示指向该队列末元素的位置
（3）参考代码如下

package com.haiyi.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * 
 * -使用数组来模拟队列 -----代码需要优化：其中存在两个问题（1）存放队列的数组没有清空 （2）存放队列的数组不能够重复使用
 * -----优化方式：采用--环形队列的方式
 * 
 * @author Administrator
 * 
 */
public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// 进行测试
		ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		// 接受用户输入的数据
		// 做一个简单的菜单
		boolean loop = true;
		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),从队列中取出数据");
			System.out.println("h(head),查看队列头的数据");
			char key = sc.next().charAt(0);

			switch (key) {
			case 's':
				try {
					arrayQueue.showQueue();
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':
				loop = false;
				break;
			case 'a':
				System.out.println("请输入要添加的队列数");
				int n = sc.nextInt();
				arrayQueue.addQueue(n);
				break;
			case 'g':
				try {
					int data = arrayQueue.getQueue();
					System.out.println("取出来的数据是" + data);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				try {
					System.out.println("队列的头数据是"+arrayQueue.headQueue());
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		sc.close();
	}
}

/**
 * 数组队列类
 */
class ArrayQueue {
	// 数组的最大容量
	private int maxSize;
	// 队列的头
	private int front;
	// 队列的尾
	private int rear;
	// 存放队列的数组
	private int[] arr;

	// 初始化方法
	public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
		this.maxSize = arrMaxSize;
		front = -1; // 指向队列的头部，分析front是指向队列头的前一个位置
		rear = -1;// 指向队列的尾部，分析rear是指向队列的最后一个数据
		this.arr = new int[maxSize];
	}

	// 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 front == rear;
	}

	// 向队列添加数据
	public void addQueue(int n) {
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列已满不能够加入数据");
			return;
		}
		rear++; // 始终指向队列的头
		arr[rear] = n; // 向数组中添加数据
		System.out.println("添加成功");
	}

	// 向队列中取数据
	public int getQueue() {
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
		}
		front++;
		return arr[front];
	}

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

	// 展示队列的头部
	public int headQueue() {
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列为空");
		}
		return arr[front + 1];
	}
}