数据结构与算法04队列

队列:

  1. 队列是一个有序列表,可以用数组或是链表来实现。
  2. 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
  3. 示意图:(使用数组模拟队列示意图)
    在这里插入图片描述
    加数据:front没变 rear+1
    取数据:rear没变 front+1

一、数组模拟队列实现

1.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
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,如图所示:
在这里插入图片描述
思路分析:当我们将数据存入队列时称为”addQueue

  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。
    代码实现:
package Queue;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;
public class ArraQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
        char key = ' ';
        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): 退出队列");
            System.out.println("a(add): 增加数据");
            System.out.println("g(get): 显示所有数据");
            System.out.println("h(head): 得到头数据");
            key = scanner.next().charAt(0);//
            switch (key) {
                case 's':
                    queue.show();
                    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.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("输出头数据%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }

    }

   //使用数组模拟队列,编写addqueque
class  ArrayQueue {
        private int Maxsize;//表示最大容量
        private int front;//表示队列头
        private int rear;//表示队列尾
        private int[] arr;//存放队列

        public ArrayQueue(int arrMaxsize) {
            Maxsize = arrMaxsize;
            arr = new int[arrMaxsize];
            front = -1;//指向头部,分析出是指向队列头部的前一个位置;
            rear = -1;//指向队列尾部,即就是队列最后一个数字;
        }
            //判断队列是否满
       public boolean isFull() {
                return rear == Maxsize - 1;
            }
            //判断队列是为空
       public boolean isEmpty () {
                return rear == front;
            }
            //添加数据
       public void addQueue ( int n){
                if (isFull()) {
                    System.out.println("队列满,不能加数据");
                }
                rear++;
                arr[rear] = n;
            }
            //获取队列数据,出队列
       public int getQueue(){
                if (isEmpty()){
                    throw new RuntimeException("空,不能取数据");
                }
                front++;
                return arr[front];
            }
            //获取队列所有数据
       public void show(){
                if(isFull()) {
                    System.out.println("队列没有数据");
                }
                for (int i = 0; i <arr.length; i++) {
                    System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
                }
            }
            //显示队列头数据
       public  int headQueue(){
                if(isEmpty()){
                    System.out.println("无头数据");
                }
                return arr[front+1];
            }
}

数组模拟环形队列

在这里插入图片描述

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