java数组实现队列及环形队列实现过程解析

这篇文章主要介绍了java数组实现队列及环形队列实现过程解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

代码内容

ArrayQueue---用数组实现队列

package com.structure;

import java.util.Scanner;

/**
* @auther:：9527
* @Description: 数组模拟队列
* @program: jstl2
* @create: 2019-10-05 08:58
*/
public class ArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
//测试
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
char key = ' '; //接受用户输入
boolean loop = true; //循环终止判断器
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):查看队列头部的数据");
System.out.println("按提示输入......");
key = scanner.next().charAt(0); //接收数据
switch (key) {
case 's':
queue.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.println("请输入一个数");
int value = scanner.nextInt();
queue.addQueue(value);
break;
case 'g':
try {
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的数是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h':
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("队列头部的数是%d\n", res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
System.out.println("...输入不合法，请重新输入...");
break;
}
}
System.out.println("程序退出....");
}
}

//使用数组模拟队列--编写一个ArrayQueue
class ArrayQueue {
private int maxSize; //数组的最大容量
private int front; //队列头
private int rear; //队列尾
private int[] arr; //存放数据的数组，模拟队列.

//创建队列的构造器
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1;
rear = -1;
}

//判断队列是否已经满了
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) {
//判断队列是否已满
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满，不能添加");
return;
}
rear++; //指针后移
arr[rear] = n;
}

//数据出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否为空
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
}
front++; //头部指针后移
return arr[front];
}

//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空，没有数据");
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
}
}

//显示队列的头部数据，这个不是取出数据
public int headQueue() {
//判断是否为空
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空，没有数据....");
throw new RuntimeException("队列为空，没有数据....");
}
return arr[front + 1];
}
}

改进版---环形队列：

环形队列代码

package com.structure;

import java.util.Scanner;

/**
* @auther:：9527
* @Description: 环形队列
* @program: jstl2
* @create: 2019-10-05 09:53
*/
public class CircleArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {

//创建一个环形队列 这里输入最大数是4，其实有效的是3
CircleArray queue = new CircleArray(4);
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~~");
}

}

class CircleArray {
private int maxSize; //数组的最大容量
//front 变量调整：front就指向队列的第一个元素，即：arr[front]=arr[0]
private int front;
//rear 变量调整：rear 初始值为0 指向队列的最后一个元素的位置，因为需要空出一个位置作约束
private int rear;
private int[] arr;

//构造器
public CircleArray(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
}

//判断队列是否已满
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) {
//判断队列是否已满
if (isFull()) {
System.out.println("队列已满，不能添加数据");
return;
}
//直接加入数据
arr[rear] = n;
//rear 后移，后移的时候，要通过取模来实现环形后移
rear = (rear + 1) % maxSize;
}

//获取队列的数据，出队列
public int getQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
}
//由于front是指向队列的第一个元素，所以需要
// 1、front的值先保存到临时变量
//2、将front后移一位，通过取模实现环形后移，
// 3、将临时变量返回
int temp = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;
return temp;
}

//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空，没有数据~");
return;
}
//遍历环形队列....这里有个小技巧，需要记住
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() {
return (rear + maxSize - front) % maxSize;
}

//显示队列的头部数据
public int headQueue(){
//判断是否为空
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
}
return arr[front];
}
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助

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