03 数据结构与算法之队列（1）

队列介绍

• 队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现。
• 遵循先入先出规则，即，先入队列的数据，要先取出。后存入的要后取出。

数组模拟队列

• 如下图所示
  
• 因为队列的输出、输入是分别从前后端来处理的，因此需要两个变量front、rear分别记录队列前后端的下标。front会随着数据输出而改变，rear会随着数据输入而改变。
• 很致命的问题是，当rear=maxSize-1时，无论front在哪个位置，程序都会提醒“队列满”

代码实现

import java.util.Scanner;

class ArrayQueueDemo{
    
    
    public static void main(String[] args){
    
    
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        char key = ' ';
        boolean loop = true;
        while(loop){
    
    
            System.out.println("s(show)");
            System.out.println("a(add)");
            System.out.println("g(get)");
            System.out.println("e(exit)");
            System.out.println("h(head)");
            key = scanner.next().charAt(0);  //接受字符
            switch(key){
    
    
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数");
                    try {
    
    
                        int temp1 = scanner.nextInt();
                        arrayQueue.addQueue(temp1);
                    }catch(Exception e){
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
                case 'g':
                    try{
    
    
                        System.out.println(arrayQueue.getQueue());
                    }catch(Exception e){
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
                case 'e':
                    loop = false;
                    break;
                case 'h':
                    System.out.println(arrayQueue.headQueue());
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("退出程序");
    }
}

//模拟队列
class ArrayQueue {
    
    
    private int maxSize;     //定义队列最大长度
    private int front;       //定义队列前端
    private int rear;        //定义队列后端
    private int[] arr;       //定义模拟队列的数组
    
    public ArrayQueue(int maxSize){
    
    
        this.maxSize = maxSize;
        front = -1;
        rear = -1;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断是否满
    public boolean isFull(){
    
    
        return rear == maxSize - 1;
    }

    //判断是否为空
    public boolean isEmpty(){
    
    
        return rear == front;
    }

    //数据入队
    public void addQueue(int n){
    
    
        if(isFull()){
    
    
            System.out.println("队列满");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear] = n;
    }

    //数据出队
    public int getQueue(){
    
    
        if(isEmpty()){
    
    
            throw new RuntimeException("队列空");
        }
        front++;
        return arr[front];
    }

    //获取队首元素
    public int headQueue(){
    
    
        if(isEmpty()){
    
    
            throw new RuntimeException("队列空");
        }
        return arr[front+1];
    }

    //展示队列
    public void showQueue(){
    
    
        if(isEmpty()){
    
    
            System.out.println("队列空");
            return;
        }
        for(int i = front + 1; i <= rear; i++){
    
    
            System.out.printf("%d\t", arr[i]);
        }
        System.out.println();
    }
}