Scala队列练习

Leefs 2021-04-23 AM 28℃ 0条

# Scala队列练习

### 一、概念介绍

基于队列概念介绍可参考文章：[数据结构学习--队列（一）](https://lilinchao.com/archives/471.html)

基于环形队列概念介绍可参考文章：[数据结构学习--环形队列（二）](https://lilinchao.com/archives/473.html)

本文将不在进行过多赘述

### 二、代码

**2.1 数组模拟单向队列**

**object**

```scala
import scala.io.StdIn
object ArrayQueueDemo01 {

def main(args: Array[String]): Unit = {

//初始化一个队列
    val queue = new ArrayQueue(3)

var key = ""
    while (true) {
      println("show：表示显示队列")
      println("exit：表示退出队列")
      println("add：表示添加数据到队列")
      println("get：表示取出队列的数据")
      println("head: 查看队列头的数据(不改变队列)")

key = StdIn.readLine()
      key match {
        case "show" => queue.showQueue()
        case "exit" => System.exit(0)
        case "add" => {
          println("请输入一个数据(Int类型)：")
          val n = StdIn.readInt()
          queue.addQueue(n)
        }
        case "get" => {
          val res = queue.getQueue()
          if (res.isInstanceOf[Exception]) {
            println(res.asInstanceOf[Exception].getMessage)
          } else {
            println(s"取出对列的数据是 $res")
          }
        }
        case "head" => {
          val res = queue.headQueue()
          if (res.isInstanceOf[Exception]) {
            // 显示错误信息
            println(res.asInstanceOf[Exception].getMessage)
          } else {
            println("队列头元素的值为=" + res)
          }
        }
        case default => println("输入格式错误,请重新输入!")
      }
    }
  }
}
```

**class**

```scala
class ArrayQueue(arrMaxSize:Int) {
  //该队列的最大容量
  val maxSize = arrMaxSize
  //该数组存放数据，模拟队列
  val arr = new Array[Int](maxSize)
  //记录队列前端
  var front = -1 // front 是队列最前元素的索引[不含]
  // 记录队列后端
  var rear = -1 // rear 是队列最后元素的索引[含]

//判断队列是否已满
  def isFull():Boolean = {
    rear == maxSize - 1
  }

//判断队列是否为空
  def isEmpty(): Boolean = {
    rear == front
  }

//添加数据到队列
  def addQueue(n:Int):Unit = {
    //添加数据到队列之前，先判断队列是否已满
    if(isFull()){
      println("队列已满,无法添加数据......")
      return
    }
    rear += 1
    arr(rear) = n
  }

//获取对列数据
  def getQueue():Any = {
    // 获取队列数据之前，先判断队列是否为空
    if(isEmpty()){
      return new Exception("队列为空，无法获取对列数据")
    }
    front += 1
    return arr(front)
  }

//显示队列的所有数据
  def showQueue():Unit = {
    //显示队列数据之前，先判断队列是否为空
    if(isEmpty()){
      println("队列为空，没有数据可显示...")
      return
    }

//遍历队列数据
    for(i <- front + 1 to rear){
      printf("arr[%d]=%d\n", i, arr(i))
    }
  }

// 查看队列的头元素，不是改变队列
  def headQueue(): Any = {
    if (isEmpty()) {
      return new Exception("队列为空，没有头元素可查看")
    }
    // 这里注意，不要去改变 fornt 值
    return arr(front + 1)
  }
}
```

**2.2 数组模拟环形队列**

**object**

```scala
import scala.io.StdIn
object ArrayQueueDemo02 {

def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 初始化一个队列
    val queue = new ArrayCircularQueue(4)

key = StdIn.readLine()
      key match {
        case "show" => queue.showQueue()
        case "exit" => System.exit(0)
        case "add" => {
          println("请输入一个数据(Int类型)：")
          val n = StdIn.readInt()
          queue.addQueue(n)
        }
        case "get" => {
          val res = queue.getQueue()
          if (res.isInstanceOf[Exception]) {
            println(res.asInstanceOf[Exception].getMessage)
          } else {
            println(s"取出对列的数据是 $res")
          }
        }
        case "head" => {
          val res = queue.headQueue()
          if(res.isInstanceOf[Exception]) {
            // 显示错误信息
            println(res.asInstanceOf[Exception].getMessage)
          }else {
            println("队列头元素的值为=" + res)
          }
        }
        case default => println("输入格式错误,请重新输入!")
      }
    }
  }
}
```

**class**

```scala
class ArrayCircularQueue(arrMaxSize: Int) {
  // 该队列的最大容量
  val maxSize = arrMaxSize
  // 该数组存放数据，模拟队列
  val arr = new Array[Int](maxSize)
  // 记录队列前端
  var front = 0 // front 是队列最前元素的索引[含]
  // 记录队列后端
  var rear = 0 // rear 是队列最后元素的索引[含]

// 判断队列是否已满
  def isFull(): Boolean = {
    // 尾索引的下一个为头索引时表示队列满，即将队列容量空出一个作为约定，这个在做判断队列满的时候需要注意
    (rear + 1) % maxSize == front
  }

// 判断队列是否为空
  def isEmpty(): Boolean = {
    rear == front
  }

// 添加数据到队列
  def addQueue(n: Int): Unit = {
    // 添加数据到队列之前，先判断队列是否已满
    if (isFull()) {
      println("队列已满，无法添加数据...")
      return
    }
    arr(rear) = n
    rear = (rear + 1) % maxSize // 将 rear 通过取模的方式后移，注意与 rear = rear + 1 的区别
  }

// 获取对列数据
  def getQueue(): Any = {
    // 获取队列数据之前，先判断队列是否为空
    if (isEmpty()) {
      return new Exception("对列为空，无法获取对列数据")
    }
    val value = arr(front)
    front = (front + 1) % maxSize // 将 front 通过取模的方式后移，注意与 front = front + 1 的区别
    return value
  }

// 显示环形队列的所有数据
  def showQueue(): Unit = {
    // 显示队列数据之前，先判断队列是否为空
    if (isEmpty()) {
      println("队列为空，没有数据可显示...")
      return
    }

// 思路：从 front 取，取出几个元素
    for (i <- front until front + size()) {
      printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr(i % maxSize))
    }
  }

// 求出当前环形队列有几个元素
  def size(): Int = {
    // 算法
    (rear + maxSize - front) % maxSize
  }

// 查看队列的头元素，但是不是改变队列
  def headQueue(): Any = {
    if (isEmpty()) {
      return new Exception("队列为空，没有头元素可查看")
    }
    // 这里注意，不要去改变 fornt 值
    return arr(front)
  }
}
```

标签: Scala

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