Java数据结构-002队列-数组模拟队列

1.队列

• 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

2.数组模拟队列

• 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，因此需要两个变量 front及 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
  
  当我们将数据存入队列时称为”addQueue”
  addQueue 的处理需要有两个步骤：
• 将尾指针往后移：rear+1 , 先判断，front == rear 【空】
• 若尾指针 rear 小于队列的最大下标 maxSize-1，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[队列满]

缺点：目前数组使用一次就不能使用了，没有达到复用的效果

//使用数组模拟队列——编写一个ArrayAQueue的类
class ArrayQueue{
	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;//用于存放数据，模拟队列

	//1.创建队列的构造器
	public ArrayQueue(int arrMaxSize){
		maxSize =  arrMaxSize;
		arr = new int[maxSize];
		front = -1;//指向队列头部，分析出front是指向队列头的前一个位置
		rear = -1;//指向队列尾，就是队列的最后一个数据
	}
	
	//判断队列是否满了
	public boolean isFull(){
		return rear==maxSize-1;
	}
	//判断队列是否为空
	public boolean isEmpty(){
		return rear==fount;
	}
	
	//添加数据到队列
	public void addQueue(int n){
		//判断队列是否满了
		if( isFull() ){
			System.out.println("队列满了，无法加入数据");
			return;
		}
		rear++;//让rear后移
		arr[rear] = n;
	}
	
	//获取队列的数据，出列
	public int getQueue(){
		//判断队列是否为空
		if( isEmpty() ){
			//通过抛出异常处理
			throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
		}
		front++;//让front后移
		return arr[front];
	}
	//显示队列的所有数据
	public void showQueue(){
	//遍历
		if( isEmpty() ){
			System.out.println("队列为空，没有数据");
			return;
		}
		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，注意不是取出数据
	 public int headQueue() {
 		 // 判断队列为空
		  if (isEmpty()) {
   			throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
		  }
  		return arr[front + 1];
	 }
}

新建一个测试类

public class ArrayQueueDemo {
	 public static void main(String[] args) {
		  //创建一个队列
		  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):查看队列头的数据");
		   	  key = scan.next().charAt(0);//接收一个字符
		          switch (key) {
		  	  case 's':
		   		 arrayQueue.showQueue();
		   		 break;
		  	 case 'a':
		   		 System.out.println("输入一个数字");
		   		 int value = scan.nextInt();
		   		 arrayQueue.addQueue(value);
		   	case 'g':
		   	 try {
		   		 int res = arrayQueue.getQueue();
		    		 System.out.printf("取出数据是%d\n",res);
		   	 } catch (Exception e) {
		     		System.out.println(e.getMessage());
		  	 }
		  	 case 'h'://查看队列头的数据
		   	 try {
		    		 int res = arrayQueue.headQueue();
		    		 System.out.printf("队列头的数据是%d/n",res);
		   	 } catch (Exception e) {
		    		 System.out.println(e.getMessage());
		   	 }
		  	 case 'e':
		  		  scan.close();
		   		 loop = false;
		  	 default:
		  		  break;
		  	 }
		  }
		  System.out.println("程序退出");
	 }
}