队列及队列优化

队列及队列优化

什么是队列

1. 队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现
2. 遵循先入先出的原则，即：先存入队列的数据，要先取出，后存入的数据要后取出
3. 示意图：（使用数组模拟队列示意图）
   

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下面展示一些 内联代码片。

package com.lrc;

public class DuiL {
	private int maxSize;//表示数组的最大容量
	private int front;//队列头
	private int rear;//队列尾
	private int[] arr;//创建数组，用于存放数据，模拟队列
	
	//创建队列构造器
	public DuiL(final int arrmaxSize) {
		maxSize=arrmaxSize;
		arr=new int[maxSize];
		front=-1;//指向队列头部，初始时候为空
		rear=-1;//指向队列尾部，就是队列最后一个数据
	}
	
	public boolean isFull() {
		return rear==maxSize-1;
	}
	
	public boolean isEmpty() {
		return rear==front;
	}
	
	//添加数据到队列
	public void addDui(int n) {
		//判断队列是否满了
		if(isFull()) {
			System.out.println("队列已满，不能加数据");
			return ;
		}
		rear++;
		arr[rear]=n;
	}
	
	//获取队列数据，出队列
	public int getDui() {
		//判断是否为空
		if(isEmpty()){
			//通过异常抛出
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
		}
		front++;//front后移
		return arr[front];
	}
	
	//显示所有队列
	public void showDui() {
		if(isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空，没有数据");
		}
		//遍历
		for(int i=0;i<arr.length;i++) {
			System.out.println("arr["+i+"]="+arr[i]+"");
		}
		System.out.println();
	}
	
	//显示队列的头部
	public int headDui() {
		if(isEmpty()) {
			System.out.println("对流为空，没有数据");
		}
		//front是指向队列前一个的数据因此需要加1
		return arr[front+1];
	}
	
}

测试

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package com.lrc;

import java.util.Scanner;

public class DuiDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个队列
		DuiL dui=new DuiL(3);
		char key=' ';//接收用户输入
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		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):查看队列数据");
			key=sc.next().charAt(0);//接收一个数据
			switch(key) {
			case 's':
				dui.showDui();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("输入一个数：");
				int value=sc.nextInt();
				dui.addDui(value);
				break;
			case 'g':
				try {
					int res=dui.getDui();
					System.out.println("取得的数据为："+res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				System.out.println("头数据为：");
				System.out.println(dui.headDui());;
				break;
			case 'e':
				sc.close();
				loop=false;
				break;
			default:
				break;
				
			}
		}
		System.out.println("退出程序");
	}
	
	
	
}

代码优化

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下面展示一些 内联代码片。

package com.lrc;

public class CircleDui {
	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[];//创建数组，用于存放数据，模拟队列
	
	// 创建队列构造器
		public CircleDui(final int arrMaxSize) {
			maxSize = arrMaxSize;
			arr = new int[maxSize];
			front = 0;// 指向队列头部，初始为空
			rear = 0;// 指向队列尾部数据，即就是队列的最后一个数据
		}

		public boolean isFull() {
			return front == (rear + 1) % maxSize;
		}

		public boolean isEmpty() {
			return rear == front;
		}

		// 添加数据到队列
		public void addDui(int n) {
			// 判断堆列是否为满
			if (isFull()) {
				System.out.println("队列已满，不能加数据~");
				return;
			}
			// 直接将数据加入
			arr[rear] = n;
			// 将rear后移，这里必须考虑取模
			rear = (rear + 1) % maxSize;

		}

		// 获取堆列数据，出队列
		public int getDui() {
			// 判断是否为空、
			if (isEmpty()) {
				// 通过异常抛出
				throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
			}
			// 需要分析出front是指向队列的第一个元素
			
			/* 1.先把front对应的值保存到一个临时变量 
			 * 2.将front后移，考虑取模 
			 * 3.将临时保存的变量返回
			 */
			int value = arr[front];
			front = (front + 1) % maxSize;
			return value;

		}
		//求出当前队列有效数据个数
		public int size() {
			return (rear+maxSize-front)%maxSize;
		}
		// 显示所有队列
		public void showDui() {
			if (isEmpty()) {
				System.out.println("队列为空，没有数据~");
			}
			//
			
			for (int i = front; i < front+size(); i++) {
				System.out.print("arr[" + i%maxSize + "]=" + arr[i%maxSize] + "	");
			}
			System.out.println();
		}

		// 显示队列的头部
		public int headDui() {
			if (isEmpty()) {
				System.out.println("队列为空，没有数据~");
			}
			// front是指向队列前一个的数据，因此需要加1
			return arr[front];
		}
	
}

测试

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package com.lrc;

import java.util.Scanner;

public class CircleDuiDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个队列
		//注意这里设置4，实际大小为3，预留一个顶层空间
		CircleDui queue = new CircleDui(4);
		
		char key = ' ';// 接受用户输入
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		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):从队列取出数据");
			System.out.println("h(head):查看队列投数据");
			key = sc.next().charAt(0);// 接受一个数据
			switch (key) {
			case 's':
				queue.showDui();;
				break;
			case 'a':
				System.out.println("输入一个数：");
				int value=sc.nextInt();
				queue.addDui(value);
				break;
			case 'g':
				try {
					int res=queue.getDui();
					System.out.println("取得的数据为："+res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				System.out.println("头数据为：");
				System.out.println(queue.headDui());;
				break;
			case 'e':
				sc.close();
				loop=false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
	}

	public static void a() {
		// 创建一个队列
		DuiL dui = new DuiL(3);
		char key = ' ';// 接受用户输入
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		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):从队列取出数据");
			System.out.println("h(head):查看队列头数据");
			key = sc.next().charAt(0);// 接受一个数据
			switch (key) {
			case 's':
				dui.showDui();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("输入一个数：");
				int value=sc.nextInt();
				dui.addDui(value);
				break;
			case 'g':
				try {
					int res=dui.getDui();
					System.out.println("取得的数据为："+res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				System.out.println("头数据为：");
				System.out.println(dui.headDui());;
				break;
			case 'e':
				sc.close();
				loop=false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
	}

}