day34 数组模拟队列

队列

队列介绍

➢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

数组模拟队列

➢队列本身是有序列表，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:思路分析

1.将尾指针往后移: rear+1,当front== rear [空]

2.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]

package com.atguigu.queue;

import com.sun.xml.internal.ws.policy.privateutil.RuntimePolicyUtilsException;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试一把
        //创建一个队列
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
        char key =' ';//接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);//接收
        boolean loop = true;//控制循环
        //输出一个菜单
        while(loop){
            System.out.println("s(show):显示列队");
            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){
                        //TODO:handle exception
                        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){
                        //TODO:handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case'e'  ://
                    scanner.close();
                    loop=false;

                default:
                    break;


            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }
}
//使用数组模拟队列-编写一个ArrayQueue类
class ArrayQueue{
    private final int maxSize;//表示数组的最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//对列尾
    private final 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;//指向队列头部，分析出front是指向队列头的前一个位置。
        rear=-1;//指向对列尾，直接指向对列尾的数据（即就是队列最后一个数据）
    }
    //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");
            return;
        }
        rear++;//让rear后移
        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()){
            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
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
        }
        return  arr[front +1];
    }
}

问题分析并优化

1)目前数组使用- -次就不能用， 没有达到复用的效果

2)将这个数组使用算法，改进成一个环形的队列取模: %