java數據結構與算法數組模擬隊列示例詳解
一、什么是隊列
- 隊列是一個有序列表,可以用數組或者鏈表來實現。
- 遵循先入先出的原則,即:先存入隊列的數據,要先取出。后存入的的數據,后取出。
看一張隊列的模擬圖,1,2,3表示同一個隊列Queue。在隊列中有2個指針,front表示隊首,rear表示隊尾。
- 圖1中表示隊列里還沒有數據,所以front跟rear初始化都是-1。
- 當圖2中有數據進行存入的時候,front沒變,而rear則隨著數據的增多而改變。存入了4個數據,于是rear=3。
- 再看圖3,front變成了2,rear沒有變化,因為前面的2個數據被依次先取出,所以隊首就變成了2。
這就是隊列的“先進先出”了。
二、用數組來模擬隊列
思路也比較簡單,因為隊列的輸出、輸入是分別從前后端來處理,因此需要兩個變量front以及rear分別記錄隊列的前后端下標。
front會隨著數據輸出而改變,而rear則是隨著數據的輸入而改變。
package sparsearray; import java.util.Scanner; public class MyArrayQueue { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個隊列 ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3); char key = ' '; //接受用戶輸入 Scanner scanner = new Scanner(System.in); boolean loop = true; // 輸出一個菜單 while (loop) { System.out.println("s(show): 顯示隊列"); System.out.println("e(exit): 退出程序"); System.out.println("a(add): 添加數據到隊列"); System.out.println("g(get): 從隊列取出數據"); System.out.println("h(head): 顯示隊首的數據"); key = scanner.next().charAt(0); // 接收一個字符 switch (key) { case 's': arrayQueue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("請要添加的數"); int value = scanner.nextInt(); arrayQueue.addQueue(value); break; case 'g': try { int res = arrayQueue.getQueue(); System.out.printf("取出的數據是:%d", res); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h': try { int headValue = arrayQueue.showHeadQueue(); System.out.printf("隊首數據是:%d", headValue); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'e': scanner.close(); loop = false; break; } } System.out.println("退出程序"); } } // 把隊列抽象成一個類,ArrayQueue class ArrayQueue { //表示數組最大容量 private int maxSize; // 隊列頭 private int front; // 隊列尾 private int rear; // 用于存放數據的數組 private int[] arr; // 構造器 public ArrayQueue(int arrMaxSize) { maxSize = arrMaxSize; arr = new int[maxSize]; front = -1; // 指向隊首的前一個位置 rear = -1; // 指向隊列尾部,包括隊列最后的這個數據 } // 判斷隊列是否已經存滿 public boolean isFull() { return rear == maxSize - 1; // 注意這里的 maxSize-1 為什么要減1 } // 判斷隊列是否為空 public boolean isEmpty() { return rear == front; } // 添加數據到隊列 public void addQueue(int num) { // 判斷隊列是否滿了 if (isFull()) { System.out.println("隊列已滿,不可加入數據"); return; } rear++; // 讓rear后移 arr[rear] = num; } // 拿出隊列數據 public int getQueue() { // 判斷隊列是否空 if (isEmpty()) { // 拋出異常 throw new RuntimeException("隊列為空,不可取數據"); } front++; // front后移 return arr[front]; } // 顯示隊列所有數據 public void showQueue() { // 遍歷 if (isEmpty()) { System.out.println("隊列為空"); return; } for (int i = 0; i < arr.length; i++) { System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]); } } // 顯示隊里的隊首數據 public int showHeadQueue() { if (isEmpty()) { // 拋出異常 throw new RuntimeException("隊列為空,不可取數據"); } return arr[front + 1]; // 注意這里為甚么要+1,因為指向隊首的前一個位置 } }
可以用代碼分別的進行各項操作,看起來似乎沒問題。
但是,實際是有問題。
這里創(chuàng)建的數組使用一次就不能接著用了,比如把數據取完后,再往里加數據就不行了。
所以要對其進行優(yōu)化,使用算法,將其改成一個環(huán)形隊列,以上就是java數據結構與算法數組模擬隊列示例的詳解內容,更多關于java數據結構算法數組模擬隊列的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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