数据结构（java）--队列1

一、我们还是依旧引入一个小例子（银行排队）：

需要取号排队，服务完下一个

二、队列介绍

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）如图插入数据查询数据

三、数组模拟队列思路

队列本身是有序列表，若使用数组的结构来储存队列的数据，则队列数组的声明如下图，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则是随着数据的输入而改变，如图所示：

当我们将数据存入队列时称谓“addQueue”，addQueue的处理需要有两个步骤：思路分析

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所指的数据元素中，否则无法存入数据，rear == maxSize -1【队列满】

四、java代码实现

package com.atguigu.queue;import java.util.Scanner;public class ArrayQueueDemo {public static void main(String[] args) {// 测试一把// 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);//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(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;  // Added break to exit the switch after each casecase 'a':System.out.println("输入一个数");int value = scanner.nextInt();arrayQueue.addQueue(value);  // Changed 'queue' to 'arrayQueue'break;case 'g': // 取出数据try {int res = arrayQueue.getQueue();  // Changed 'queue' to 'arrayQueue'System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {// ToDo: handle exceptionSystem.out.println(e.getMessage());}break;case 'h': // 查看队列头的数据try {int res = arrayQueue.headQueue();  // Changed 'queue' to 'arrayQueue'System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {// TODO: handle exceptionSystem.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-编写一个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，分析出front是指向队列头的前一个位置。rear = -1; // 指向队列尾，指向队列尾的数据（即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");return;}rear++;// 让rear 后移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throw new RuntimeException("队列空，不能获取数据");}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 <= rear; i++) {  // Modified loop conditionSystem.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()) {System.out.println("队列空的，没有数据~~");// Return a default value when queue is emptyreturn -1;}return arr[front + 1];}
}

五、在运行中代码有明显的不足之处，插入数据，再取出数据后，无法插入显示队列满，而这也就引出了我们对于数组需要进行复用以及环形的队列问题，敬请期待队列2