Java数组模拟队列

队列

先进先出

什么意思呢？
我的理解：队列就是一个数组（不包含链表），然后我们给它施加一个存数据和取数据的规则
当只允许从一端存数据，从另一端取数据的数组，就是队列，我们要做的就是给这个数组施加我们制定的规则

不理解就上图

图解步骤：
【图（a）】有一个长度为5的数组，定义头部标志和尾部标志
【图（b）】按顺序插入e1,e2,e3数据，插入数据从尾部插入，此时头部标志不变，插入一个数据，尾部标志就加1
【图（c）】取元素就只能从头部取，每取一个数据，头部标志就加一
【图（d）】这样就形成了先进先出的规则
再不理解多思考，多敲两遍代码，或者讲一遍给别人听

代码实现

public class ArrayQueue {
    //最大长度
    int maxSize;
    //定义一个数组，存储数据
    private int[] queue;
    //定义对头和队尾标志
    private int front;
    private int rear;
    //初始化一个数组
    public void init(int maxSize){
        front = -1;
        rear = -1;
        this.maxSize = maxSize;
        this.queue = new int[maxSize];
    }
    //判断对满
    public boolean isFull(){
         return rear == maxSize-1;
    }
    //判断队空
    public boolean isEnpty(){
        return front == rear;
    }
    //加入数据，只能从队头加入
    public void add(int num){
        if(isFull()){
            System.out.println("队列满了,插入失败");
            return;
        }
        //要理清楚先后顺序
        rear++;
        queue[rear] = num;
    }
    //取数据，只能从队尾取
    public int get(){
        if(isEnpty()){
            System.out.println("队列为空");
            //数组初始化之后默认值就是0
            return 0;
        }
        front++;
        return queue[front];
    }
    //查看队头元素
    public int showFront(){
        if(isEnpty()){
            System.out.println("队列为空");
            //数组初始化之后默认值就是0
            return 0;
        }
        return queue[front+1];
    }
    //遍历所有数
    public void showAll(){
        if(isEnpty()){
            System.out.println("队列为空");
            //数组初始化之后默认值就是0
            return;
        }
        System.out.println("显示队列：======");
        for(int i = front+1; i <= rear; i++){
            System.out.println(queue[i]);
        }
        System.out.println("===============");
    }
}

【代码改进】
使用这个队列，你会觉得很难受，因为你定义了它的长度，它的长度就不能改变了，我们可以设计一个长度可以增加的队列

【设计思路】
当rear==maxSize,即数组满了的时候，我们新建一个数组，比原数组长一倍，然后将原数组的值赋值到新数组

【代码实现】
我们只要修改add方法的代码

public void add(int num){
    if(isFull()){
        //新建一个长度为原来两倍的数组
        int[] newQueue = new int[maxSize*2];
        //原数组赋值到新数组
        for(int i = front+1; i <= rear; i++){
            newQueue[i] = queue[i];
        }
        rear++;
        queue[rear] = num;
        return;
    }
    rear++;
    queue[rear] = num;
}

【思考】
其实代码还有很多改进空间
1.比如这里我们写死了只能使用int类型的数组，那么我们能不能将类型像参数一样，在初始化队列的时候再确认呢？这里可以用到泛型知识
2.再比如取数据的时候，当这个数不存在的时候我们返回的是默认值0，能不能不返回0，也能使代码正常结束呢，这里可以用到异常知识

数据结构的改进
我们会发现，如果使用这种结构来创建队列，当取出数据后，front前面的空间就不能进行操作了，造成了大量的空间浪费，这个时候我们可以
将顺序队列假象成一个环

队列

代码实现

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