002.数组模拟队列

• 队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现
• 特点：先入先出

数组模拟队列（一次性）

数据存入之后再取出之后，不能进行第二次存储。

代码实现：

import java.util.Scanner;
public class ArrayQueueDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个队列
		ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
		char key = ' ';
		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):显示队列头数据");
			key = scanner.next().charAt(0);// 接收一个字符
			switch (key) {
			case 's':
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("请输入一个数：");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g':
				try {
					int res = queue.getQueue();
					System.out.printf("取出的数据是:%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				try {
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("队列头的数据是:%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("已退出程序");
	}
}

//使用数组模拟队列，编写一个ArrayQueue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;// 该数组存放数据用于模拟队列

	// 创建队列的构造器
	public ArrayQueue(int arrMacSize) {
		maxSize = arrMacSize;
		arr = new int[maxSize];
		front = -1;// 指向队列头部，指向队列头的前一个位置
		rear = -1;// 指向队列尾，指向队列尾的数据（即就是队列的最后一个数据）
	}

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

	// 2.判断队列是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return rear == front;
	}

	// 3.添加数据到队列
	public void addQueue(int n) {
		// 判断队列是否满
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列满，添加失败");
			return;
		}
		rear++;
		arr[rear] = n;
	}

	// 4.获取队列的数据，即出队列
	public int getQueue() {
		// 判断队列是否为空
		if (isEmpty()) {
			// 通过抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空，不能取出数据");
		}
		front++;// front后移
		return arr[front];
	}

	// 5.显示队列的所有数组
	public void showQueue() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空");
			return;
		}
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
		}
	}

	// 6.显示队列的头数据，不是取出是显示
	public int headQueue() {
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("数组为空，没有头数据");
		}
		return arr[front + 1];
	}
}

数组模拟环形队列

代码实现：

import java.util.Scanner;
public class CircleArrayQueueDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个环形队列
		CircleArray queue = new CircleArray(4);//说明设置4，其队列的有效数值是3
		char key = ' ';
		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):显示队列头数据");
			key = scanner.next().charAt(0);// 接收一个字符
			switch (key) {
			case 's':
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("请输入一个数：");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g':
				try {
					int res = queue.getQueue();
					System.out.printf("取出的数据是:%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':
				try {
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("队列头的数据是:%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("已退出程序");
	}
}

class CircleArray {
	private int maxSize;// 表示数组的最大容量
	// front变量的定义做一个调整：front就指向队列的第一个元素。也就是arr[front];front初始值为0；
	private int front;
	// rear变量的定义做一个调整：rear指向队列的最后一个元素的后一个元素，因为希望它空出一个位置以做约定
	// rear初始值为0
	private int rear;
	private int[] arr;// 该数组存放数据用于模拟队列

	// 创建队列的构造器
	public CircleArray(int arrMacSize) {
		maxSize = arrMacSize;
		arr = new int[maxSize];
	}

	// 1.判断队列是否满
	public boolean isFull() {
		return (rear + 1) % maxSize == front;
	}

	// 2.判断队列是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return rear == front;
	}

	// 3.添加数据到队列
	public void addQueue(int n) {
		// 判断队列是否满
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列满，添加失败");
			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;
	}

	// 4.获取队列的数据，即出队列
	public int getQueue() {
		// 判断队列是否为空
		if (isEmpty()) {
			// 通过抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空，不能取出数据");
		}
		// 这里需要分析出front是指向队列的第一个元素
		// 先把front对应的值保留到一个临时变量-----将front后移，考虑取模-----将临时保存的变量返回
		int value = arr[front];
		front = (front + 1) % maxSize;
		return value;
	}

	// 5.显示队列的所有数组
	public void showQueue() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空");
			return;
		}
		for (int i = front; i < front + size(); i++) {
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
		}
	}

	// 求出当前队列有效数据的个数
	public int size() {
		return (rear + maxSize - front) % maxSize;
	}

	// 6.显示队列的头数据，不是取出是显示
	public int headQueue() {
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("数组为空，没有头数据");
		}
		return arr[front];
	}
}