定义
- 队列是一个 有序列表，可以用 数组或是 链表来实现。
- 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
模拟思路
- 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
入队出队操作模拟
当我们将数据存入队列时称为”addQueue”，addQueue 的处理需要有两个步骤：
- 将尾指针往后移：rear+1 , 当 front == rear 时，队列为空
- 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。 rear == maxSize – 1时，队列满
注意：front指向的是队列首元素的 前一个位置
实现代码
java;collapse:true;;gutter:true;
import java.util.Scanner;</p>
<p>public class ArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean flag = true;
while (flag){
System.out.println("输入a(add)添加数据");
System.out.println("输入g(get)取出数据");
System.out.println("输入s(show)显示所有数据");
System.out.println("输入h(head)显示头部数据");
System.out.println("输入e(exit)退出程序");
char c = scanner.next().charAt(0);
switch (c){
case 'a':
System.out.println("请输入数据");
int num = scanner.nextInt();
queue.addNum(num);
break;
case 'g':
try {
queue.getQueue();
System.out.println("取出成功");
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 's':
queue.showQueue();
break;
case 'h':
try {
queue.headQueue();
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
flag = false;
System.out.println("程序已退出");
break;
default:
break;
}
}
scanner.close();
}
}</p>
<p>class ArrayQueue{
private int maxSize;//队列的大小
private int front;//指向队列首元素的前一个位置
private int rear;//指向队列的尾元素
private int[] arr;//用数组来实现队列</p>
<pre><code>//构造方法初始化
public ArrayQueue(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
front = -1;//指向的是队列第一个元素的前一个位置
rear = -1;
arr = new int[maxSize];
}
/**
* 判断队列是否装满
* @return
*/
public boolean isFull(){
return rear == maxSize-1;
}
/**
* 判断队列是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return front == rear;
}
/**
* 为队列添加数据
* @param num
*/
public void addNum(int num){
if (isFull()){
System.out.println("队列已经满了,无法再加入数据");
return;
}
rear++;
arr[rear] = num;
}
/**
* 取出队列中的数据
* @return
*/
public int getQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空,不能取出数据");
}
front++;
return arr[front]=0;
}
/**
* 显示队列的所有数据
*/
public void showQueue(){
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空,没有数据");
return;
}
for (int i = 0; i
</code></pre>
<pre><code>
运行结果
**注意**：因先入先出的原则，front和rear最终都会在队列顶部，所以上述队列只能一次性使用，没有达到复用的效果，因此我们要用到环形队列
### 环形队列
思路：
* front变量含义调整：front变量指向 **队首元素**，初值为0
* rear变量含义调整：rear变量指向队尾元素的 **下一个元素**，初值为0。规定空出一个位置
* 队列为空的判定条件：front == rear
* 队列为满的判定条件：(rear + 1) % maxSize == front
* 队列中有效元素的个数：(rear - front + maxSize) % maxSize
* 入队和出队时，都需要让标记 **对maxSize取模**
*
;collapse:true;;gutter:true;
import java.util.Scanner;
public class CyclicArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
CyclicArrayQueue queue = new CyclicArrayQueue(3);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean flag = true;
while (flag){
System.out.println("输入a(add)添加数据");
System.out.println("输入g(get)取出数据");
System.out.println("输入s(show)显示所有数据");
System.out.println("输入h(head)显示头部数据");
System.out.println("输入e(exit)退出程序");
char c = scanner.next().charAt(0);
switch (c){
case ‘a’:
System.out.println("请输入数据");
int num = scanner.nextInt();
queue.addNum(num);
break;
case ‘g’:
try {
int n = queue.getQueue();
System.out.println("取出的数是:"+n);
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case ‘s’:
queue.showQueue();
break;
case ‘h’:
try {
queue.headQueue();
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case ‘e’:
flag = false;
System.out.println("程序已退出");
break;
default:
break;
}
}
scanner.close();
}
}
class CyclicArrayQueue {
private int maxSize;//队列的大小
private int front;//front变量指向队首元素，初值为0
private int rear;//rear变量指向队尾元素的下一个元素，初值为0。规定空出一个位置
private int[] arr;//用数组来实现队列
public CyclicArrayQueue(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
arr = new int[maxSize];
}
/**
* 判断队列是否装满
*
* @return
*/
public boolean isFull() {
return (rear + 1) % maxSize == front;
}
/**
* 判断队列是否为空
*
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return front == rear;
}
/**
* 为队列添加数据
*
* @param num
*/
public void addNum(int num) {
if (isFull()) {
System.out.println("队列已经满了,无法再加入数据");
return;
}
arr[rear] = num;
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
/**
* 取出队列中的数据
*
* @return
*/
public int getQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空,不能取出数据");
}
int value = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;
return value;
}
/**
* 显示队列的所有数据
*/
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空,没有数据");
return;
}
for (int i = front; i < front + size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
}
}
public int size() {
return (rear + maxSize – front) % maxSize;
}
/**
* 显示队列的头数据,注意不是取出数据
* @return
*/
public int headQueue(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");
}
return arr[front];
}
}
Original: https://www.cnblogs.com/wyh518/p/16725753.html
Author: 腹白
Title: 队列的模拟及环形队列思路
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