Java数据结构与算法———（3）用数组模拟一个队列

用数组模拟一个队列，缺点是不能重复使用

一、代码：

import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个队列
		ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);// 创建一个包含三个数据的队列
		char key = ' ';// 接收用户输入，此时key的值是空格
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 创建Scanner实例，用于接收用户输入
		boolean loop = true;// 用于控制循环结束
		// 输出一个菜单
		while (loop) {
			System.out.println("s(show)：显示队列");
			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");
			System.out.println("e(exit)：退出队列");
			key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符（牢记！！！）
			switch(key) {
			case 's'://显示队列
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a'://添加数据到队列
				System.out.println("输入一个数：");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g'://从队列取出数据。当队列为空时，没有数据可取，会返回异常
				try {
					int res = queue.getQueue();
					System.out.printf("取出的数据是：%d\n", res);//格式化输出，便于控制显示效果
				}catch(Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h'://查看队列头的数据。当队列为空时，有可能会抛出异常
				try {
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("队列头的数据是：%d\n", res);//格式化输出，便于控制显示效果
				}catch(Exception e){
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e'://退出队列
				scanner.close();//关闭输入流
				loop = false;//关闭循环
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序已退出！");
	}
}


//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;// 该数组用于存放数据，模拟队列

	// 1.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）
		// 对于上面的front、rear指针，这里是让front指向队列头的钱一个位置，此时rear指向队列尾；其实也可以让rear指向队列尾的后一个位置，此时front指向队列头。
	}

	// 2.判断队列是否已满，已满返回true，否则返回false
	public boolean isFull() {
		return rear == maxSize - 1;
	}

	// 3.判断队列是否为空，为空返回true，否则返回false
	public boolean isEmpty() {
		return rear == front;
	}

	// 4.添加数据到队列（插入数据）
	public void addQueue(int n) {
		// (1)首先要判断队列是否已满
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列已满，不能加入数据！");
			return;//方法体中的return有两个作用：结束方法、返回与方法同类型的数据。很明显，此处的return的作用是结束方法
		}
		// (2)队列没有满，才能进行下面的操作来插入数据
		rear++;// 让尾指针后移一位
		arr[rear] = n;
	}

	// 5.获取队列的数据，出队列（删除数据）
	public int getQueue() {
		// (1)首先要判断队列是否为空
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据！");
		}
		// (2)队列不为空，才能进行下面的操作来删除数据
		front++;// 头指针front后移
		return arr[front];
	}

	// 6.显示队列的所有数据
	public void showQueue() {
		// 遍历队列
		// (1)首先判断队列是否为空
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空，没有数据！");
			return;
		}
		// (2)队列不为空时，才能进行下面的操作来显示数据
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]);
		}
	}

	// 7.显示队列的头数据，注意不是取出数据
	public int headQueue() {
		// (1)首先要判断队列是否为空
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列为空，没有数据！");
		}
		// (2)队列不为空时，才能进行下面的操作来显示队列的头数据
		return arr[front + 1];// 显示数据不是取出或者删除数据，故无需移动头指针。由于前面让front指向队列头的前一个位置，所以front+1才是指向队列头。
	}
}

二、运算结果

s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
s
队列为空，没有数据！
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
g
队列为空，不能取数据！
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
h
队列为空，没有数据！
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
a
输入一个数：
10
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
s
arr[0] = 10
arr[1] = 0
arr[2] = 0
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
a
输入一个数：
20
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
s
arr[0] = 10
arr[1] = 20
arr[2] = 0
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
a
输入一个数：
30
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
s
arr[0] = 10
arr[1] = 20
arr[2] = 30
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
g
取出的数据是：10
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
s
arr[0] = 10
arr[1] = 20
arr[2] = 30
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
h
队列头的数据是：20
s(show)：显示队列
a(add)：添加数据到队列
g(get)：从队列取出数据
h(head)：查看队列头的数据
e(exit)：退出队列
e
程序已退出！