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数据结构-简单数组模拟队列实现

程序员文章站 2022-07-14 12:30:38
...

列队

  • 队列是一个有序的列表,可以用数组或是链表来实现
  • 遵循先进先出的原则。

思路

数据结构-简单数组模拟队列实现

  • front 表示列头的前一个位置,初始值为 front = -1
  • rear 表示列尾, 初始值为 rear = -1
  • 当front == rear 表示队列为空
  • 当rear = maxSize - 1 表示队列已满
  • maxSize 表示队列的容量,maxSize - 1 表示数组最大的索引

代码实现

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueTest {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        // 接收用户的操作指令
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        // 输出菜单
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 显示队列数据");
            System.out.println("e(exit): 退出该程序");
            System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
            System.out.println("g(get): 从队列中取出数据");
            System.out.println("p(peek): 偷瞄列头数据");
            // 接收用户输入的一个字符
            key = scanner.next().charAt(0);
            // 对应指令具体实现
            switch (key) {
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    System.out.println("程序退出,exit(0)");
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数据");
                    int data = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(data);
                    break;
                case 'g':
                    System.out.printf("取出的数据为%d\n", arrayQueue.getQueue());
                    break;
                case 'p':
                    System.out.printf("偷瞄的列头数据为%d\n", arrayQueue.peekQueue());
                    break;
            }


        }
    }
}

/**
 * 队列(简单使用数组模拟队列)
 *  先进先出
 *  有两个指针 一个头指针和一个尾指针(默认指向-1)
 *  每次队列添加数据 尾指针会往后移动一位
 *  每次队列取出数据 头指针也会往后移动一位
 *  当头指针和尾指针相等时,队列为空
 *  当尾指针等于队列的容量-1时(因为数组是以0开始),队列满
 */
class ArrayQueue {
    // 队列最大的容量
    private int MaxSize;
    // 列头
    private int front;
    // 列尾
    private int rear;
    // 队列
    private int[] queue;

    // 创建队列
    public ArrayQueue(int maxSize) {
        this.MaxSize = maxSize;
        queue = new int[this.MaxSize];
        // 列头,指向队列头的前一个位置 约定
        front = -1;
        // 列尾,指向队列列尾的数据 约定
        rear = -1;
    }

    // 队列是否满
    public boolean isFull() {
        return rear == MaxSize - 1;
    }

    // 队列是否空
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    // 队列添加数据
    public void addQueue(int data) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满,无法添加数据");
            return ;
        }
        rear++;
        queue[rear] = data;
    }

    // 队列取出数据
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空,无法取出数据");
        }
        front++;
        return queue[front];
    }

    // 显示队列
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空,没有数据");
            return ;
        }
        for (int i = 0; i < queue.length; i++) {
            System.out.printf("queue[%d] = %d \n", i, queue[i]);
        }
    }

    // 偷瞄列头
    public int peekQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空,列头无数据");
        }
        return queue[front + 1];
    }
}

结论

  • 使用简单数组模拟队列实现
  • 缺点
    • 一次性队列
    • 无法复用
  • 优化
    • 使用环形数组模拟队列

简单数组模拟队列实现-代码地址