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数据结构--数组队列的实现

编程日记 2024-06-05 14:00:00

数据结构--数组模拟队列

    • 1. 说明
    • 2. 实现代码
      • 1. 数组队列类
      • 2.数组队列测试类
      • 3.代码运行结果
    • 3.完整代码

1. 说明

  1. 队列是一个有序列表，可以用数组或者链表来实现。

  2. 遵循先入先出（FIFO）的原则，即先存入列的数据，会被先取出，后存入的会被后取出，实际中的排队就是最好的说明。

在这里插入图片描述

  1. 索引（ 初始值front = 0 rear=0）在插入新数据时，在rear位置插入，rear++, front保持不动 ，删除数据的时候，first++

  2. 判断条件

    maxSize为数组的最大容量

    • 队列空：front == rear

    • 队列满：rear = maxSize -1

2. 实现代码

1. 数组队列类

//使用数组模拟队列，编写一个ArrayQueue类
class ArrayQueue {//表示数组的最大容量private final int maxSize;//队列头private int front;//队列尾private int rear;//该数据用于存放数据，模拟队列private final int[] arr;//创建队列的构造器public ArrayQueue(int maxSize) {this.maxSize = maxSize;arr = new int[maxSize];
//        指向队列头的前一个位置，并不包含front = -1;
//        指向队列的尾部的具体数据rear = -1;}//    判断队列是否满public boolean isFull() {return rear == maxSize - 1;}//    判断队列是否空public boolean isEmpty() {return rear == front;}//    添加数据到队列public void addQueue(int n) {if (isFull()) {System.out.println("队列满，不能加入数据！");return;}rear++;arr[rear] = n;}//    获取队列的数据,取出队列public int getQueue() {if (isEmpty()) {throw new RuntimeException("队列空，不能取出数据！");}front++;return arr[front];}//    显示队列的所有数据public void showQueue() {
//        遍历if (isEmpty()) {System.out.println("队列为空，没有数据");return;}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.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()) {throw new RuntimeException("队列为空，无数据");}return arr[front + 1];}}

2.数组队列测试类

/*** @author Manix* 数组模拟队列*/
public class ArrayQueueDemo {public static void main(String[] args) {ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
//        接收用户输入char key = ' ';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");
//            接收第一个字符key = scanner.next().charAt(0);switch (key) {case 's':queue.showQueue();break;case 'a':System.out.println("输出一个数");int value = scanner.nextInt();queue.addQueue(value);break;case 'g':try {int res = queue.getQueue();System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'h':try {int res = queue.headQueue();System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'e':loop = false;scanner.close();break;default:break;}}System.out.println("----程序退出----");}
}

3.代码运行结果

s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
a
输入一个数
10
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
a
输入一个数
20
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
a
输入一个数
30
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
a
输入一个数
40
队列满，不能加入数据！
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s
arr[0]=10
arr[1]=20
arr[2]=30
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
g
取出的数据是10
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
g
取出的数据是20
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
g
取出的数据是30
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s
队列为空，没有数据
s(show): 显示队列
e(exit): 退出程序
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据

3.完整代码

package com.starking.queue;import java.util.Scanner;/*** @author Manix* 数组模拟队列*/
public class ArrayQueueDemo {public static void main(String[] args) {ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
//        接收用户输入char key = ' ';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");
//            接收第一个字符key = scanner.next().charAt(0);switch (key) {case 's':queue.showQueue();break;case 'a':System.out.println("输入一个数");int value = scanner.nextInt();queue.addQueue(value);break;case 'g':try {int res = queue.getQueue();System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'h':try {int res = queue.headQueue();System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'e':loop = false;scanner.close();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 {//表示数组的最大容量private final int maxSize;//队列头private int front;//队列尾private int rear;//该数据用于存放数据，模拟队列private final int[] arr;//创建队列的构造器public ArrayQueue(int maxSize) {this.maxSize = maxSize;arr = new int[maxSize];
//        指向队列头的前一个位置，并不包含front = -1;
//        指向队列的尾部的具体数据rear = -1;}//    判断队列是否满public boolean isFull() {return rear == maxSize - 1;}//    判断队列是否空public boolean isEmpty() {return rear == front;}//    添加数据到队列public void addQueue(int n) {if (isFull()) {System.out.println("队列满，不能加入数据！");return;}rear++;arr[rear] = n;}//    获取队列的数据,取出队列public int getQueue() {if (isEmpty()) {throw new RuntimeException("队列空，不能取出数据！");}front++;return arr[front];}//    显示队列的所有数据public void showQueue() {
//        遍历if (isEmpty()) {System.out.println("队列为空，没有数据");return;}for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.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()) {throw new RuntimeException("队列为空，无数据");}return arr[front + 1];}}

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