数据结构学习--队列（一）

Leefs 2020-01-26 PM 1903℃ 0条

# 数据结构学习--队列（一）

### 前言

在队列开篇之前使用一个小案例来感受一下生活中队列的使用场景：**去银行办业务，然后取挂号排队。**

### 概述

**队列介绍**

> 1.队列是一个有序的列表，可以用数组或 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。后存入的要后取出

示意图：使用数组模拟队列的示意图

![02.队列01.png][1]

**数组模拟队列思路**

> 1.队列本身是有序列表，若使用数组的结构来存储队列的数据，则队列数组的声明如下图, 其中 maxSize 是该队列的最大容量。 
>
> 2.因为队列的输出、输入是分别从前后端来处理，因此需要两个变量front及rear分别记录队列前后端的下标，front 会随着数据输出而改变，而 rear则是随着数据输入而改变，如图所示：

![02.队列01.png][2]

当我们将数据存入队列时称为”addQueue”，addQueue 的处理需要有两个步骤：**思路分析**

> 1.将尾指针往后移：rear+1 , 当front == rear 【空】
>
> 2.若尾指针 rear 小于队列的最大下标 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**

```java
public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个队列
        ArrayQueue queue= new ArrayQueue(3);
        char key=' ';//接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        //输出一个菜单
        while(loop){
            System.out.println("s(show):显示队列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            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");
            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();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h'://查看队列头的数据
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e'://退出
                    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;//对列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//该数据用于存放数据，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）
    }
    //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("队列为空，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，注意不要取出数据
    public int headQueue(){
        //判断
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空的，没有数据！");
        }
        return arr[front+1];
    }
}
```

问题分析并优化

1.目前数组使用一次就不能用，没有达到复用的效果

2.将这个数组使用算法，改成一个环形的队列 取模：%

[1]: https://lilinchao.com/usr/uploads/2020/01/2899116300.png
  [2]: https://lilinchao.com/usr/uploads/2020/01/2899116300.png

标签: 队列, 数据结构

非特殊说明，本博所有文章均为博主原创。

如若转载，请注明出处：https://lilinchao.com/archives/471.html

上一篇数据结构学习--稀疏数组

下一篇数据结构学习--环形队列（二）

数据结构学习--队列（一）

评论已关闭

栏目分类

标签云

友情链接申请

数据结构学习--队列（一）

评论已关闭

 栏目分类

标签云

友情链接申请

栏目分类

标签云

友情链接申请