队列--通过数组实现

队列是一种特殊的线性表,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。队列只能从头部(front)删除数据,从尾部(rear)加入数据,队列是先进先出的思想(FIFO)。

接下来用java代码实现数组队列

首先创建一个类ArrayQueue来创建实例域和初始化队列,并实现相关的功能。

创建相关变量

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;    //存放数据,模拟队列

创建构造器

public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
	maxSize = arrMaxSize;
	arr = new int[maxSize];
	front = -1;  //指向队列头,分析出front是指向队列头的前一个位置
	rear = -1;  //指向队列尾,即队列最后一个数据
}

创建方法,判断队列是否满,若rear在数组中的位置为最大值减去1,则表示rear已经是数组的最后一个,此时队列已满

public boolean isFull() {
	return rear == maxSize-1;
}

创建方法,判断队列是否为空,数据取出时队头front会向后移,当数据全部取出时,front ==rear。

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

创建方法,添加数据到队列,从尾部添加数据,每添加一个数据,rear就要+1,rear加1后,就把值赋给数组为rear的位置

public void addQueue(int n) {
	//判断队列是否满
	if(isFull()){
		System.out.println("队列满,不能加入数据了");
		return;
	}
	arr[++rear] = n;
}

创建方法,获取队列的数据,出队列

public int getQueue() {
	//判断队列是否空
	if(isEmpty()) {
		//通过抛出异常
		throw new RuntimeException("队列空,不能取数据");
	}
	front++; //front后移
	return arr[front];
}

创建方法,显示队列的所有数据

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

创建方法,显示队列的头数据(不是取出数据),front是队列最前元素(不含)

public int headQueue() {
	//判断
	if(isEmpty()) {
		throw new RuntimeException("队列空的,没有数据");
	}
	return arr[front + 1];
}

完整代码

package algorithm.queue;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		//测试
		ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
		char key = ' ';//接收用户输入
		Scanner scanner = 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 = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
			switch (key) {
			case 's':
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("输出一个数");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g':  //取出数据
				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': //查看队列头的数据
				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': //退出
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
		
	}
	
}


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;    //该数据用于存放数据,模拟队列
	
	//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,分析出front是指向队列头的前一个位置
		rear = -1;  //指向队列尾,即队列最后一个数据
	}
	
	//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 rear == front;
	}
	
	//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,不能加入数据了");
			return;
		}
		rear++;
		arr[rear] = n;
	}
	
	//获取队列的数据,出队列
	public int getQueue() {
		//判断队列是否空
		if(isEmpty()) {
			//通过抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空,不能取数据");
		}
		front++; //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("队列空的,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
		if(isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列空的,没有数据");
		}
		return arr[front + 1];
	}
	
}
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