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 会随着数据输出而改变，而 rear 则是随着数据输入而改变。如图所示：

　　当将数据存入队列时称为 “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 队列的最大小标 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。rear == maxSize-1【队列满】

　　代码实现：

  1 public class ArrayQueueDemo {
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  3     public static void main(String[] args) {
  4         // 测试
  5         // 创建一个队列
  6         ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
  7         char key = ‘ ‘; // 接收用户输入
  8         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  9         boolean loop = true;
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 11         // 输出一个菜单
 12         while(loop) {
 13             System.out.println("s(show):显示队列");
 14             System.out.println("e(exit):退出程序");
 15             System.out.println("a(add):添加数据到队列");
 16             System.out.println("g(get):从队列取出数据");
 17             System.out.println("h(head):查看队列头数据");
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 19             key = scanner.next().charAt(0); // 接收一个字符
 20             switch (key) {
 21             case ‘s‘:
 22                 queue.showQueue();
 23                 break;
 24             case ‘a‘:
 25                 System.out.println("输入一个数");
 26                 int value = scanner.nextInt();
 27                 queue.addQueue(value);
 28                 break;
 29             case ‘g‘:
 30                 try {
 31                     int res = queue.getQueue();
 32                     System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
 33                 } catch (Exception e) {
 34                     System.out.println(e.getMessage());
 35                 }
 36                 break;
 37             case ‘h‘:
 38                 try {
 39                     int res = queue.headQueue();
 40                     System.out.printf("队列头的数据是%d\n",res);
 41                 } catch (Exception e) {
 42                     System.out.println(e.getMessage());
 43                 }
 44             case ‘e‘:
 45                 scanner.close();
 46                 loop = false;
 47                 break;
 48             default:
 49                 break;
 50             }
 51         }
 52         System.out.println("程序结束");
 53     }
 54
 55 }
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 57 // 使用数组模拟队列-编写一个ArrayQueue 类
 58 class ArrayQueue {
 59     private int maxSize; // 表示数组的最大容量
 60     private int front; // 指向队列头
 61     private int rear; // 指向队列尾
 62     private int[] arr; // 该数据用来存放数据，模拟队列
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 64     // 创建队列的构造方法
 65     public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
 66         maxSize = arrMaxSize;
 67         arr = new int[maxSize];
 68         front = -1; // 指向队列头部，分析出 front 是指向队列头的前一个位置
 69         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）
 70     }
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 72     // 判断队列是否满
 73     public boolean isFull() {
 74         return rear == maxSize - 1;
 75     }
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 77     // 判断队列是否为空
 78     public boolean isEmpty() {
 79         return rear == front;
 80     }
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 82     // 添加数据到队列
 83     public void addQueue(int n) {
 84         // 判断队列是否满
 85         if (isFull()) {
 86             System.out.println("队列已满，不能加入数据");
 87             return;
 88         }
 89         rear++; // 让 rear 后移
 90         arr[rear] = n;
 91     }
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 93     // 获取队列的数据，出队列
 94     public int getQueue() {
 95         // 判断队列是否空
 96         if (isEmpty()) {
 97             // 通过抛出异常
 98             throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
 99         }
100         front++;
101         return arr[front];
102     }
103
104     // 显示队列的所有数据
105     public void showQueue() {
106         // 遍历数组
107         if (isEmpty()) {
108             System.out.println("队列为空，没有数据");
109             return;
110         }
111
112         for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
113             System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
114         }
115     }
116
117     // 显示队列的头数据，不是取出数据
118     public int headQueue() {
119         if (isEmpty()) {
120             throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
121         }
122         return arr[front + 1];
123     }
124
125 }

　　问题分析并优化：

　　　　（1）目前数组使用一次就不能使用，没有达到复用的效果。

　　　　（2）将这个数组使用算法，改进成一个环形的数组。

原文地址：https://www.cnblogs.com/niujifei/p/11550025.html