一.题目

实验题目：循环队列的分解

实验内容及要求：

从控制台屏幕循环提供如下菜单:

元素入队

元素出队

显示当前队列元素

分解队列

退出程序

元素入队：输入一个整数，元素入队，队满应提示无法入队；

元素出队：显示出队元素，队空应提示出队失败；

显示当前队列元素：显示当前队列中所有元素；

分解队列：输入一个正整数n(n=2,3,4)，利用原队列元素，将队列分解为n个子队列，

第i个子队列含有模n余i的所有元素(i=0,1,2,...,n-1)。利用出队操作在屏幕上打印这n个子队列的元素。若子队列没有元素，显示队空。

示例：

原队列元素为: 1,2,3,4,5,6,7

输入n=3，则输出为

原队列：1,2,3,4,5,6,7

0号子队列: 3,6

1号子队列:1,4,7

2号子队列:2,5

实验目的：掌握循环队列的基本操作算法。

二.解决

package Exercise;

import org.jetbrains.annotations.NotNull;

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入队列的长度");
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int len = in.nextInt();
        Round_robin_queues round_robin_queues = new Round_robin_queues(len+1);
        boolean bool = true;
        while (bool) {
            System.out.println("---------------循环队列的分解---------------");
            System.out.println("1.元素入队");
            System.out.println("2.元素出队");
            System.out.println("3.显示当前队列元素");
            System.out.println("4.分解队列");
            System.out.println("5.退出程序");
            System.out.println("请您选择操作：");
            int choice = in.nextInt();
            switch (choice) {
                case 1:     //元素入队
                    System.out.println("请输入一个整数入队:");
                    int num = in.nextInt();
                    round_robin_queues.addQueue(num);
                    System.out.println("入队成功!");
                    break;
                case 2:     //元素出队
                    System.out.println(round_robin_queues.getQueue()+"已成功出队!");
                    break;
                case 3:     //显示当前队列元素
                    System.out.print("当前队列元素有:");
                    round_robin_queues.show();
                    System.out.println("");
                    break;
                case 4:     //分解队列
                    System.out.println("您要把队列分解成多少个子队列:");
                    int n = in.nextInt();
                    round_robin_queues.splitQueue(round_robin_queues,n);
                    break;
                case 5:     //退出程序
                    bool = false;
                    System.out.println("--------正在退出程序--------");
                    break;
                default:
                    System.out.println("您输入的操作命令不存在！");
            }
        }
    }
}

class Round_robin_queues {
    private int  maxSize; //数组最大容量
    private int front; // 队列头
    private int rear; //队列尾
    private int[] arr; //队列数组

    public Round_robin_queues(int arrMaxSize){//构造器初始化队列
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = 0; //头指针
        rear = 0; //尾指针
    }
    //判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return (rear + 1)%maxSize == front;
    }

    //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 n){
        if(isFull()){
            System.out.println("队列已满,无法入队");
        }
        else{
            arr[rear] = n;//直接加入数据
            rear = (rear + 1)% maxSize;//因为循环队列，要考虑模运算
        }
    }

    //从队列中取数据
    public String getQueue(){
        String string = "";
        //判断队列是否为空
        if(isEmpty()){
            string = "队列为空，出队失败";
        }
        else{
            //先把front对应的值保存到一个临时变量
            //循环队列，front后移要模运算
            //返回临时变量
            int value = arr[front];
            front = (front + 1) % maxSize;
            string = String.valueOf(value);
        }
        return string;
    }

    //计算数组中的有效数据个数
    public int size(){
        return (rear + maxSize - front) %maxSize;
    }

    //显示队列数据
    public void show(){
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.print(arr[(i+maxSize)%maxSize] + " ");
        }
    }

    //分解队列
    public void splitQueue(@NotNull Round_robin_queues round_robin_queues , int n){
        if (round_robin_queues.isEmpty()){
            System.out.println("原队列为空,故每个子队列均为空");
        }
        else {
            Round_robin_queues[] round_robin_queues_list = new Round_robin_queues[n];

            //实例化每个子队列
            for (int i = 0 ; i < n ; i++) {
                round_robin_queues_list[i] = new Round_robin_queues(round_robin_queues.maxSize/n+2);
            }

            //输出原队列
            {
                System.out.print("原队列:");
                round_robin_queues.show();
                System.out.println();
            }

            //拆分队列
            Round_robin_queues round_robin_queues_split = round_robin_queues;
            int size = round_robin_queues_split.size();
            for (int i = 1 ; i < size+1 ; i++){
                int index = (i+n) % n;
                round_robin_queues_list[index].addQueue(Integer.valueOf(round_robin_queues_split.getQueue()));
            }

            //将每个子队列输出
            for (int i = 0 ; i < n ; i++){
                if (round_robin_queues_list[i].isEmpty()) {
                    System.out.println("第" + i + "个子队列为空");
                }
                else {
                    System.out.print(i+"号子队列:");
                    round_robin_queues_list[i].show();
                }
                System.out.println("");
            }
        }
    }
}

西南交通大学数据结构实验报告(Java实现版)

一.题目

二.解决

三.测试

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