数据结构基础之队列（java实现）

本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路

1.队列是一个有序列表，可以用数组或链表实现

2.先入先出

front指向队列头部，rear指向队列尾，maxsize为队列最大容量

队列实现：

（1）首先初使用数组模拟队列-编写一个数组队列类，值有：

    private int maxSize; // 表示数组的最大容量
private int front; // 队列头
private int rear; // 队列尾
private int[] arr; // 该数据用于存放数据, 模拟队列

（2）然后创建构造器

    maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];

    front = -1; // 指向队列头部，分析出front是指向队列头的前一个位置.则front++之后front为先出的数据
rear = -1; // 指向队列尾，指向队列尾的数据(即就是队列最后一个数据)，则rear++之后rear为后进的数据下标

（3）之后判断队空的条件

当front==rear（队列头等于队列尾）

（4）判断队满的条件

当rear==maxsize-1（队列尾等于最大下标-1，为什么-1是因为下标从0开始计算）

（5）开始添加队列

先判断队列是否已满（4），队列未满开始添加队列

rear++；（为什么要加加，因为有数据进队列rear要后移一位）

arr[rear]= n;(n为添加进队列的值)

（6）出队列

front++；（为什么要加加，因为有数据出队列front是指向队列头的前一个位置，所以要后移一位指向先进的数据）

return arr[front];

下面是用java实现的代码

package com.atguigu.queue;

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		//测试一把
		//创建一个队列
		ArrayQueue queue = new ArrayQueue(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': //取出数据
				try {
					int res = queue.getQueue();
					System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h': //查看队列头的数据
				try {
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e': //退出
				scanner.close();
				loop = false;
				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 {
	private int maxSize; // 表示数组的最大容量
	private int front; // 队列头
	private int rear; // 队列尾
	private int[] arr; // 该数据用于存放数据, 模拟队列

	// 创建队列的构造器
	public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
		maxSize = arrMaxSize;
		arr = new int[maxSize];
		front = -1; // 指向队列头部，分析出front是指向队列头的前一个位置.
		rear = -1; // 指向队列尾，指向队列尾的数据(即就是队列最后一个数据)
	}

	// 判断队列是否满
	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;
		}
		rear++; // 让rear 后移
		arr[rear] = n;
	}

	// 获取队列的数据, 出队列
	public int getQueue() {
		// 判断队列是否空
		if (isEmpty()) {
			// 通过抛出异常
		
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
		}
		front++; // front后移
		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，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];
	}
}

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