数组模拟队列（queue）

最新推荐文章于 2025-05-27 12:00:21 发布

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队列介绍

队列是一个有序列表，可以用数组或者链表实现
遵循先进先出的原则:先存入队列的数据，要先取出，后存入的数据，要后取出
使用数组模拟队列示意图
在这里插入图片描述

数组模拟队列思路：

队列本身是有序列表，如果使用数组的结构来存储队列的数据，则队列数组的声明如上图，maxSize是队列的最大容量。
因为队列的的输出、输入分别从前后端来处理，所以需要两个变量fornt个rear分别记录前后端的下标，front会随着数据输出而改变，而rear会随着数据输入而改变。
当我们将数据存入队列时成为addQueue，addQueue有两个步骤。

<1.将为指针往后移rear++
<2.若尾指针rear小于队列的最大下标maxSize，则将数据存入rear所指的数组元素中，否则无法存入数据。
rear==maxSize-1 则对列为满

个人理解

存值得时候rear后移，取值的时候front后移，初始值都为-1
所以存的方式为 arr[++rear]=i;//从arr的第一个索引开始存
取的方式为return arr[++front]；//从第一个索引开始取（先进先出）
获取头部数据的方式为 return arr[front+1] //因为front是指向队列的前一个位置

编程步骤：

1. 用数组模拟一个队列，编写一个ArrayQueue类

class ArrayQueue{
    private int maxSize;//数组最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int []arr;//存放数据，模拟队列
    }

2. 创建队列构造器

//创建队列构造器
    public ArrayQueue(int arrMaxSize){
        maxSize=arrMaxSize;
        arr=new int[maxSize];//创建队列数组
        front=-1;//指向队列头部（队列头的前一个位置）
        rear=-1;//指向队列尾部（队列的最后一个数据）
    }

3. 判断队列是否为满

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

4. 判断队列是否为空

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

5. 添加数据到队列中

//添加数据到队列
    public void addQueue(int n){
        //判断是否满
        if (isFull()){
            System.out.println("队列满，不能添加数据");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear]=n;
    }

6. 获取队列数据（出队列）

//获取队列数据，出队列
    public  int getQueue(){
        //判断是否为空
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        front++;
        return arr[front];
    }

7. 显示队列

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

8. 显示队列头数据

 //显示队列头数据(不是取数据)
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw  new RuntimeException("队列空没有数据源");
           
        }
        return arr[front+1];
        
    }

9. 在主方法中测试

 public static void main(String[] args) {
        //测试
        //1.创建一个队列
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        boolean loop=true;
        while (loop){
            
            System.out.println("s(show)：显示队列");
            System.out.println("e(exit)：退出队列");
            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");
            String next = scanner.next();
            switch (next){
                case "s":
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case "a":
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int i = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(i);
                    break;
                case "g":
                    
                    try {
                        int res= arrayQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据是 "+res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case "h":
                    try {
                        int res=arrayQueue.headQueue();
                        System.out.println("队列头数据是" +res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;

                case "e":
                    scanner.close();
                    loop=false;
                    break;
            }

        }
        System.out.println("程序退出");

    }