队列

队列应用场景：银行排队叫号

队列是一个有序列表，可以用数组或是链表实现

遵循先入先出原则。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：

　　用数组的结构来存储队列，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

　　将数据存入队列称为“addQueue”，addQueue的处理需要有两个步骤：

　　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】

 

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //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);
        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(show):查看队列的头数据");
            key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
            switch(key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输出一个数");
                    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'://查看队列的头数据
                    try{
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列的头数据是%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");
    }
}

//使用数组模拟队列-写一个ArrayQueue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，front是指向队列头的前一个位置
        rear = -1; //指向队列尾，直接指向队列尾部(包含)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");

        }
        rear++;//让rear后移
        arr[rear]=n;
        //上面俩个可以合并成  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()){
            //通过抛出异常处理
            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];
    }
}

 

问题分析：优化

　　1）目前数组使用一次就不能用，没有达到复用

　　2）使用算法改成一个环形队列   取模： %