队列、环形队列

备注：

加数据是从队尾加，取数据是从队首取

front指向队列头部的前一个位置，初始值为-1

rear不是指向队列尾部的后一个位置，它是直接指向队列尾部的数据，初始值也是-1

 

将数据存入队列，

1）当front==rear，空

将尾指针往后移，rear++

2）当rear==maxSize-1，队列满，数据无法再存入

 

代码实现：

package com.demo01;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个队列
		ArrayQueue arrayQueue=new ArrayQueue(3);
		char key=' ';//接收用户输入
		Scanner scanner=new Scanner(System.in);
		//输出一个菜单
		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):查看队列头的数据");
			key=scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
			switch(key) {
			case's':
				arrayQueue.showQueue();
				break;
			case'a':
				System.out.println("输入一个数");
				int value=scanner.nextInt();
				arrayQueue.addQueue(value);
				break;
			case'g':
				try {
					int res=arrayQueue.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=arrayQueue.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，编写一个ArrayQueue类
class ArrayQueue{
	private int maxSize;
	private int front;//队列头
	private int rear;//队列尾
	private int[] arr;//该数组用于存放数据，模拟队列
	
	//创建队列的构造器
	public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
		maxSize=arrMaxSize;
		arr=new int[maxSize];
		front=-1;//指向队列头部的前一个位置
		rear=-1;//不是指向队列尾部的后一个位置，它是直接指向队列尾部的数据
	}
	
	//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;		
	}
	
	//获取队列的头数据，出队列
	public int getQueue() {
		//判断队列是否空
		if (isEmpty()) {
			//通过抛出异常来处理
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");//throw能直接结束，不要再写return了
		}
		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];
	}
	
}

 

缺陷是，一旦队列被填满后，即使把其中的元素都删除，还是无法再次存入数据，不具有复用性

 

引出环形队列

参考文章

 

package com.demo01;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueue {
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个环形队列
		CircleArray ca=new CircleArray(5);//说明：设置5，其队列的有效数据最多只有4个
		char key=' ';//接收用户输入
		Scanner scanner=new Scanner(System.in);
		//输出一个菜单
		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):查看队列头的数据");
			key=scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
			switch(key) {
			case's':
				ca.showQueue();
				break;
			case'a':
				System.out.println("输入一个数");
				int value=scanner.nextInt();
				ca.addQueue(value);
				break;
			case'g':
				try {
					int res=ca.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=ca.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");
		
		
	}
	

}

class CircleArray{
	private int maxSize;
	private int front;//队列头,默认初始值为0
	private int rear;//队列尾，默认初始值为0
	private int[] arr;//该数组用于存放数据，模拟队列
	
	public CircleArray(int arrMaxSize) {
		maxSize=arrMaxSize;
		arr=new int[maxSize];		
	}
	
	//判断队列是否满
	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) {
		//判断队列是否满
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列满，不能加入数据");
			return;
		}
		arr[rear]=n;
		rear=(rear+1)%maxSize;//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
				
	}	
	
	//获取队列的数据，出队列
	public int getQueue() {
		//判断队列是否空
		if (isEmpty()) {
			//通过抛出异常来处理
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");//throw能直接结束，不要再写return了
		}	
		//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
		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("队列空的，没有数据~~");
			return;
		}
		//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
		//从front开始遍历，遍历有多少个元素
		for (int i=front;i<front+size();i++) {
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
		}	
	}
	
	public int size() {
		return (rear+maxSize-front)%maxSize;
	}
	
	
	//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];
	}
	
}