数据结构--队列（Java实现）
博客说明
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简介
队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现，遵循先进先出的原则
数组实现队列
图解
在这里插入图片描述
思考
1、front、real的初始值为-1，最大值为MaxSize
2、对列空的条件：rear = front
3、队列满的条件：real = MaxSize-1
代码实现
package queue;
import com.sun.source.tree.BreakTree;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;
public class ArrayQueue {
public static void main(String[] args) {
//创建一个对象
Array queue = new Array(3);
char key = ' ';
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
while (loop){
System.out.println("请输入字符操作");
System.out.println("输入s：显示队列");
System.out.println("输入a:添加数据");
System.out.println("输入g:取出数据");
System.out.println("输入h:查看队列头");
System.out.println("输入e:退出程序");
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("程序退出");
}
}
//使用数组模拟队列
class Array{
private int maxSize; //表示最大的容量
private int front; //对列头
private int rear; //队列尾
private int[] arr; //存放数据
//创建队列的构造器
public Array(int arrMaxSize){
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1; //指向队列头
rear = -1; //指向队列尾
}
//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 == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n){
if (isFull()){
System.out.println("队列满了，不能加数据了");
return;
}
rear++; //rear后移
arr[rear] = n;
}
//获取队列的数据
public int getQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空，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()){
throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
}
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
public int headQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
}
return arr[front + 1];
}
}
测试
image
注意需要先添加数据，才能查到哟。
缺陷
数组只能用一次
使用数组模拟环形数组
图解
在这里插入图片描述
思考
1、font初始值为0，即为队列的第一个元素
2、real初始值为0，设为队列的最后一个元素的后一个元素，（会空出来一个位置作为约定）
3、对列满的条件：（real +1）mod MaxSize = front
4、队列空的条件：real = front
5、队列有效数据的个数：（real+MaxSize-front）mod MaxSize
代码
package queue;
import java.util.Scanner;
public class CricleArrayQueue {
public static void main(String[] args) {
//创建一个对象
CricleArray queue = new CricleArray(4); //有效数据为3
char key = ' ';
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
while (loop){
System.out.println("请输入字符操作");
System.out.println("输入s：显示队列");
System.out.println("输入a:添加数据");
System.out.println("输入g:取出数据");
System.out.println("输入h:查看队列头");
System.out.println("输入e:退出程序");
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("程序退出");
}
}
//使用数组模拟环形队列
class CricleArray{
private int maxSize; //表示最大的容量
private int front; //对列头
private int rear; //队列尾
private int[] arr; //存放数据
//创建队列的构造器
public CricleArray(int arrMaxSize){
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
}
//判断队列是否满了
public boolean isFull(){
return (rear + 1) % maxSize == front;
}
//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){
if (isFull()){
System.out.println("队列满了，不能加数据了");
return;
}
arr[rear] = n;
rear = (rear + 1) % maxSize; //rear后移
}
//获取队列的数据
public int getQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
}
int value = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;//front后移
return value;
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue(){
//遍历
if (isEmpty()){
System.out.println("");
throw new RuntimeException("");
}
for (int i = front; i < front+size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]); //格式化输出
}
}
//求出当前队列有效数据的个数
public int size(){
return (rear + maxSize -front) % maxSize;
}
//显示队列的头数据
public int headQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
}
return arr[front];
}
}
测试
在这里插入图片描述
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