数据结构--数组队列

数组队列

1.1 队列处理方法

定义：队列是一种先进先出（FIFO）的线性表（ 先存入队列的数据， 要先取出，后存入的要后取出）。对队列的基本操作有两种： 入队（Enqueue），在表的末端（队尾 tail）插入一个元素；出队（Dequeue），删除或返回在表的开头（队头 head）的元素。

场景：本人不是很喜欢使用递归，递归用以造成死循环，效率低，往往会使用队列代替递归。

1.2 数组模拟队列

数组模拟队列示意图：

思路：

• maxSize ：队列容量（数组的长度）
• arr ：模拟队列的数组
• front ：指向队列头部元素的前一个元素，初始值为 -1
• rear ：指向队列尾部元素，初始值为 -1
• 队列判空：front == rear
• 队列判满：rear == (maxSize - 1) ，即 rear 是否已经指向了数组的最后一个位置
• 队列元素个数：rear - front
• 队列入队：队列不满才能入队，arr[++rear] = value
• 队列出队：队列不空才能出队，return arr[front++]

代码实现：

public class ArrayQueue {
    private int maxSize;
    private int front = -1;
    private int rear = -1;
    private int[] arr;//模拟队列

    public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[arrMaxSize];
        front = -1;//指向队列头部元素的前一个元素，初始值为 -1
        rear = -1;//指向队列尾部元素，初始值为 -1
    }

    /**
     * 判断是否已满
     *
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        return rear == (maxSize - 1);
    }

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

    /**
     * 获得数组元素个数
     *
     * @return
     */
    public int getElementNum() {
        return rear - front;
    }

    /**
     * 入队
     *
     * @param element
     */
    public void addQueue(int element) {
        if (!isFull()) {
            arr[++rear] = element;
        } else {
            System.out.println("队列已满加入失败");
        }
    }

    /**
     * 出队
     *
     * @return
     */
    public int getElement() {
        if (!isEmpty()) {
            front++;
            return arr[front];
        } else {
            System.out.println("队列为空");
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
    }

    public void showQueue() {
        // 遍历
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列空的，没有数据~~");
            return;
        }
        for (int i = front + 1; i <= rear; i++) {
            // Java 中也能用占位符诶
            System.out.printf("数组队列原始列表： arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
        }
    }

    /**
     *  显示队列的头数据， 注意不是取出数据
     * @return
     */
    public int headQueue() {
        // 判断
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空的，没有数据~~");
        }
        return arr[front + 1];
    }

    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(5);
        queue.addQueue(10);
        queue.addQueue(20);
        queue.addQueue(30);
        queue.addQueue(40);
        int head = queue.headQueue();
        System.out.println("头部元素：" + head);
        int queueElement = queue.getElement();
        System.out.println("获得数据:" + queueElement);
        int queueElement1 = queue.getElement();
        System.out.println("获得数据:" + queueElement1);
        int queueElement2 = queue.getElement();
        System.out.println("获得数据:" + queueElement2);
        queue.showQueue();
    }
}
           

头部元素：10
获得数据:10
获得数据:20
获得数据:30
数组队列原始列表： arr[3]=40