1、使用数组模拟队列 - 编写一个ArrayQueue类
public class ArrayQueue {
//表示数组的最大容量
private int maxSize;
//对列头
private int front;
//对列尾
private int rear;
//该数据用于存放数据
private int[] arr;
//创建队列的构造器
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
this.maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
//指向队列头部，分析出 front 是指队列头的前一个位置。
front = -1;
//指向队列尾，指向对列尾的数据(即就是队列最后一个数据)
rear = -1;
}
//判断队列释放满
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 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 n) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列满，不能加入数据！");
return;
}
//让rear 后移
rear++;
arr[rear] = n;
}
//获取队列的数据，出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否为空
if (isEmpty()) {
//通过抛出异常
throw new RuntimeException("队列空，不能去数据");
}
front++;
return arr[front];
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
//遍历
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列空的额，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("队列空的，没有数据！");
}
return arr[front + 1];
}
}
虽然达到效果，但是测试后数组只能使用一次，没有达到复用的效果。
优化的思路：
(1)、front 变量的含义做一个调整:front 就指向队列的第一元素，也就是说arr[front]就是队列的第一个元素 front 的初始值 = 0
(2)、rear 变量的含义做一个调账：rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置，因为希望空出一个空间做为约定，rear 的初始值 = 0
(3)、当队列满时，条件是（rear + 1）% maxSize == front[满]
(4)、对队列为空的条件，rear == front 空
(5)、当我们这样分析，队列中有效的数据的个数 (rear + maxSize - front) % maxSize // rear = 1 front =0
(6)、我们就可以在原来的队列上修改得到，一个环形队列
优化后的代码:
public class CircleQueue {
//表示数组的最大容量
private int maxSize;
//front 变量的含义做一个调整:front 就指向队列的第一元素，也就是说 arr[front]
//就是队列的第一个元素 front 的初始值 = 0
private int front;
//rear 变量的含义做一个调整：rear 指向队列的最后一个元素的后一个
//位置，因为希望空
//出一个空间做为约定，rear 的初始值 = 0
private int rear;
//该数据用于存放数据
private int[] arr;
//创建队列的构造器
public CircleQueue(int arrMaxSize) {
this.maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
}
//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) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列满，不能加入数据！");
return;
}
//直接将数据加入
arr[rear] = n;
//将 rear 后移，这里必须考虑取模 防止内存溢出
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
//获取队列的数据，出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否为空
if (isEmpty()) {
//通过抛出异常
throw new RuntimeException("队列空，不能去数据");
}
//这里需要分析出 front 是指向队列的一个元素
//1、先把 front 对应的值保存到一个临时变量
//2、将 front 后移，考虑取模
//3、将临时保存的变量返回
int value = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;
return value;
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
//遍历
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列空的额，没有数据!");
return;
}
//思考：从 front 开始遍历，遍历多少个元素
// 动脑筋
for (int i = front; i < front + size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
}
}
//求出当前队列有效数据的个数
public int size() {
//rear = 2
// front = 1
// maxSize = 3
return (rear + maxSize - front) % maxSize;
}
//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("队列空的，没有数据！");
}
return arr[front];
}
}
测试代码:
public class CircleArrayQueue {
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
CircleQueue queue = new CircleQueue(4);//设置4说明，其队列的有效数据最大是3
char key = ' ';//接收用户输入
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):查看队列头的数据");
key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
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'://查看队列头的数据
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e'://退出
scanner.close();
loop = false;
default:
break;
}
}
System.out.println("程序退出!");
}
}