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，也希望大家多多支持我们。