Java数据结构——队列

介绍

1.队列是一个有序列表，可以用数组或链表实现

2.遵循先入先出的原则，即：现存入队列的数据，要先取出，后存入的数据，后取出

3.示意图：

 

 数组模拟队列

　　队列本身是有序列表，若使用数组的结构来存储队列的数据，则队列数组的声明如上图，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会随着数据的输出而改变，而rear则是随着数据输入而改变

 

代码实现：

package com.taru.queue;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(5);
        char key = ' ';//接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        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):显示队列头部");
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入一个数:");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据：" +res);
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int head = queue.headQueue();
                        System.out.println("取出的头部数据："+head);
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序已退出----");
    }
}
class ArrayQueue{
    private int maxSize;//表示数组最大容量
    private int front;//表示队列头部
    private int rear;//表示队列尾部
    private int[] arr;//存放数据，模拟队列
    public ArrayQueue(int arrMaxSize){
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[arrMaxSize];
        front=-1;//指向队列头部
        rear=-1;//指向队列尾部
    }
    //判断是否满
    public boolean isFull(){
        return rear == maxSize -1;
    }
    //判断是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return front == rear;
    }
    //加入队列数据
    public void addQueue(int n){
        if (isFull()){
            System.out.println("队列已满，无法加入----");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear] = n;
    }
    //取出队列数据
    public int getQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，无法取出数据");
        }
        front++;
        return arr[front];
    }
    //查看所有队列数据
    public void showQueue(){
        int j = rear;
        if (isEmpty()){
            System.out.println("队列为空----");
            return;
        }
        for (int i = front+1 ; i<=j;i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%d\t",i,arr[i]);
        }
        System.out.println();
    }
    //查看队列头部数据
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，无法显示队列头部数据-----");
        }
        return arr[front+1];
    }
}

问题分析及优化

1.目前数组仅可使用一次，没有达到复用的效果

2.可将改进成一个环形数组，使之成为环形队列