数据结构学习记录（二）——队列之数组模拟队列

队列：
1、队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现
2、遵循先入先出的原则，即：先存入队列的数据要先取出

数组模拟队列的思路：
maxSize表示队列的最大容量，front和rear分别记录队列前后端的下标，front随着数据的输出而改变，rear则随着数据的输入而改变。

当我们将数据存入队列时称为“addQueue”，addQueue的处理主要有两个步骤：
1、将尾指针往后移：rear+1，当front==rear 【队列空】
2、若尾指针rear小于队列的最大下表maxSize -1，则将数据存入rear所指的数组元素中，否则无法存入数据。rear == maxSize - 1 【队列满】

代码如下

import java.util.Scanner;
public class ArrayQueueDemo{
	public static void main(String[] args){
		//测试下面的数组模拟队列程序块
		//创建一个队列
		ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);//3个数验证较快
		char key = ' ';//接收用户输入
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);//
		boolean loop = true;
		while(loop){
			Syatem.out.println("s(show):显示队列");
			Syatem.out.println("e(exit):退出程序");
			Syatem.out.println("a(add):添加数据到队列");
			Syatem.out.println("g(get):从队列取出数据");
			Syatem.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();
					Syatem.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("队列头的数据时%d\n",res);
				}catch(Exception e){
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
				
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
	}
}








//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;//指向队列头的指针
	private int rear;//指向队列尾
	private int[] arr;//该数组用于存放数据，模拟队列

	//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（即就是队列的最后一个数据）
	}
	//判断队列是否满
	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){
		//判断队列是否满
		if(isFull){
			System.out.println("队列满，不能加入数据");
			return;
		}
		rear ++;//让rear后移
		arr[rear] = n;
	}   
	//获取队列的数据，出队列
	public int getQueue(){
		//判断队列是否空
		if(isEmpty()){
			//通过抛出异常
			throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
		}
		front ++;//front后移
		return arr[front];
	}                     
	//显示队列的所有数据
	public void showQueue(){
		//遍历
		if(isEmpty()){
			System.out.println("队列空，没有数据");
			return;
		}
		for(int i =0;i<arr.length;i++){
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]);
		}
	} 
	//显示队列的头数据，注意不是取出数据
	public int headQueue(){
		//判断
		if(isEmpty()){
			throw new RuntimeException("队列空，没有数据");
		}
		return arr[front + 1];
	}                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
}