java数据结构与算法数组模拟队列示例详解

一、什么是队列

• 队列是一个有序列表，可以用数组或者链表来实现。

• 遵循先入先出的原则，即：先存入队列的数据，要先取出。后存入的的数据，后取出。

看一张队列的模拟图，1，2，3表示同一个队列Queue。在队列中有2个指针，front表示队首，rear表示队尾。

• 图1中表示队列里还没有数据，所以front跟rear初始化都是-1。

• 当图2中有数据进行存入的时候，front没变，而rear则随着数据的增多而改变。存入了4个数据，于是rear=3。

• 再看图3，front变成了2，rear没有变化，因为前面的2个数据被依次先取出，所以队首就变成了2。

这就是队列的“先进先出”了。

二、用数组来模拟队列

思路也比较简单，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以及rear分别记录队列的前后端下标。

front会随着数据输出而改变，而rear则是随着数据的输入而改变。

package sparsearray;
import java.util.Scanner;
public class MyArrayQueue {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建一个队列
       ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
       char key = ' '; //接受用户输入
       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): 显示队首的数据");
           key = scanner.next().charAt(0); // 接收一个字符
           switch (key) {
               case 's':
                   arrayQueue.showQueue();
                   break;
               case 'a':
                   System.out.println("请要添加的数");
                   int value = scanner.nextInt();
                   arrayQueue.addQueue(value);
                   break;
               case 'g':
                   try {
                       int res = arrayQueue.getQueue();
                       System.out.printf("取出的数据是：％d", res);
                   } catch (Exception e) {
                       System.out.println(e.getMessage());
                   }
                   break;
               case 'h':
                   try {
                       int headValue = arrayQueue.showHeadQueue();
                       System.out.printf("队首数据是：％d", headValue);
                   } catch (Exception e) {
                       System.out.println(e.getMessage());
                   }
                   break;
               case 'e':
                   scanner.close();
                   loop = false;
                   break;
           }
       }
       System.out.println("退出程序");
   }
}
// 把队列抽象成一个类，ArrayQueue
class ArrayQueue {
   //表示数组最大容量
   private int maxSize;
   // 队列头
   private int front;
   // 队列尾
   private int rear;
   // 用于存放数据的数组
   private int[] arr;
   // 构造器
   public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
       maxSize = arrMaxSize;
       arr = new int[maxSize];
       front = -1; // 指向队首的前一个位置
       rear = -1; // 指向队列尾部，包括队列最后的这个数据
   }
   // 判断队列是否已经存满
   public boolean isFull() {
       return rear == maxSize - 1; // 注意这里的 maxSize-1 为什么要减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 num) {
       // 判断队列是否满了
       if (isFull()) {
           System.out.println("队列已满，不可加入数据");
           return;
       }
       rear++; // 让rear后移
       arr[rear] = num;
   }
   // 拿出队列数据
   public int getQueue() {
       // 判断队列是否空
       if (isEmpty()) {
           // 抛出异常
           throw new RuntimeException("队列为空，不可取数据");
       }
       front++; // front后移
       return arr[front];
   }
   // 显示队列所有数据
   public void showQueue() {
       // 遍历
       if (isEmpty()) {
           System.out.println("队列为空");
           return;
       }
       for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
           System.out.printf("arr[％d]=％d\n", i, arr[i]);
       }
   }
   // 显示队里的队首数据
   public int showHeadQueue() {
       if (isEmpty()) {
           // 抛出异常
           throw new RuntimeException("队列为空，不可取数据");
       }
       return arr[front + 1]; // 注意这里为甚么要+1，因为指向队首的前一个位置
   }
}

可以用代码分别的进行各项操作，看起来似乎没问题。

但是，实际是有问题。

这里创建的数组使用一次就不能接着用了，比如把数据取完后，再往里加数据就不行了。

所以要对其进行优化，使用算法，将其改成一个环形队列，以上就是java数据结构与算法数组模拟队列示例的详解内容，更多关于java数据结构算法数组模拟队列的资料请关注脚本之家其它相关文章！

来源：https://www.cnblogs.com/pingguo-softwaretesting/p/14509117.html