隊列——使用數組模擬隊列

時間 2020-03-08

標籤隊列使用數組模擬简体版

原文原文鏈接

1、引入java

隊列的使用場景：以下圖銀行排隊，先來先取號排隊，後來後取號，當窗口有空位時，便按順序辦理業務。

2、隊列數組

隊列介紹：隊列是一個有序列表，能夠使用數組或者鏈表實現
遵循先入先出的原則。即先存入列表的數據要先取出，後存入的要後取出。
使用數組模擬隊列示意圖：

　　　思路分析：上圖front指向隊列的頭部，rear指向隊列的尾部。當有數據輸入時，隊列的頭部不懂，尾部向上移，當rear = maxSize - 1 時，隊列滿，沒法再加入數據；當有數據輸出時，隊列的尾部不動，頭部上移，也就是取出先加入的數據，再取出後加入的數據，當 rear = front 時，隊列空，此時沒法再取出數據。用數組模擬隊列時front 和 rear 均初始化爲-1。 ide

3、代碼實現隊列添加和取出數據oop

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 測試一把
        //建立一個隊列
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        char key = ' '; //接收用戶輸入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); //掃描器
        boolean loop = true;
        // 輸出一個菜單
        while(loop) {
            System.out.println("s(show):顯示隊列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加數據到隊列");
            System.out.println("g(get):從隊列取出數據");
            System.out.println("h(head):查看隊列頭的數據");
            key = scanner.next().charAt(0);//接收一個字符
            switch (key) {
            case 's':
                arrayQueue.showQueue();
                break;
            case 'a':
                System.out.println("請輸入一個數據：");
                int value = scanner.nextInt();
                arrayQueue.addQueue(value);
                break;
            case 'g':
                try {
                    int res = arrayQueue.getQueue();
                    System.out.printf("取出的數據爲：%d\n",res);
                }catch(Exception e) {
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                break;
            case 'h':
                try {
                    int res = arrayQueue.headQueue();
                    System.out.printf("隊列頭的數據爲：%d\n",res);
                }catch(Exception e) {
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                break;
            case 'e':
                scanner.close();
                loop = false; 
                System.out.println("程序退出");
                break;
                 
            }
        
        }

    }
    
    
}

//使用數組模擬隊列-編寫一個ArrayQueue類
class ArrayQueue{
    private int maxSize; //表示數組的最大容量
    private int front; //隊列頭
    private int rear;  //隊列尾
    private int[] arr; //該數組用於存放數據，模擬隊列
    
    //建立隊列的構造器
    public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = -1; //指向隊列頭部，front是指向隊列頭的前一個位置
        rear = -1; // 指向隊列尾，指向隊列尾的數據（即就是隊列最後一個數據)
    }
    
    //判斷隊列是否已滿
    public boolean isFull() {
        return rear == maxSize - 1;
    }
    
    // 判斷隊列是否爲空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }
    
    //添加數據到隊列
    public void addQueue(int n) {
        // 判斷隊列是否已滿
        if(isFull()) {
            System.out.println("隊列滿，不能加入");
            return;
        }
        rear++; //讓rear後移
        arr[rear] = n;
    }
    
    //獲取隊列的數據，出隊列
    public int getQueue() {
        // 判斷隊列是否空
        if(isEmpty()) {
            // 經過拋出異常
            throw new RuntimeException("隊列空，不能取數據");    
        }
        front++;  //讓front後移
        return arr[front];
    }
    
    // 顯示隊列的全部數據
    public void showQueue() {
        //遍歷 
        if(isEmpty()) {
            System.out.println("隊列空的，沒有數據");
            return;
        }
        for (int i = front+1 ; i < rear + 1; i++) {
            System.out.printf("arr[%d] = %d\n", i,arr[i]);
        }
    }
    
    //顯示隊列的頭數據，注意不是取出數據
    public int headQueue() {
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("隊列空的，沒有數據");
        }
        return arr[front+1];
    }
    
}