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java中如何透過數組實現隊列

王林
王林轉載
2020-02-08 17:38:272575瀏覽

java中如何透過數組實現隊列

陣列實作佇列方法如下:

java中如何透過數組實現隊列

#1、佇列本身是有序列表,若使用陣列的結構來儲存佇列的數據,則隊列數組的宣告如上圖,其中maxSize是隊列的最大容量;

2、隊列的輸入、輸出分別從前後端處理,因此需要front和rear兩個變數分別記錄隊列前後端的下標,其會隨著資料輸入而改變;

3、將資料存入的隊列為「queue":

①、對空:rear==front;

②、隊滿:rear=maxSize-1;

③、當尾指標rear

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#具體實作程式碼如下:

(1)、判斷佇列是否滿

# (2)、判斷佇列是否為空

(3)、新增資料到佇列中

(4)、取得佇列的數據,出佇列;

(5 )、顯示目前佇列資料;

(6)、顯示佇列的頭數據,注意不是取出資料;

範例如下:

package com.ycx.queue;
import java.util.Scanner;

public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //创建一个队列
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
        char key = ' ';//接受用户输入
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        boolean flag = true; //控制循环 默认死循环

        //输出菜单
        while (flag){
            System.out.println("s(show),显示队列");
            System.out.println("e(exit),退出队列");
            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");

            key=input.next().charAt(0);//接受收一个字符
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输一个数");
                    int val=input.nextInt();
                    queue.addQueue(val);
                    break;
                case 'g':   //取出数据  因为方法里面抛出了异常 所以这里需要捕获
                    try{
                        int res=queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据为%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                     try{
                         int res=queue.headQueue();
                         System.out.printf("队列头的数据为%d\n",res);
                     }catch (Exception e){
                         System.out.println(e.getMessage());
                     }
                     break;
                case 'e':    //退出程序
                    input.close();//关闭
                    flag=false;
                    break;

                    default:
                        break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }
}

//一、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


    //创建队列的构造器
    public ArrayQueue(int arrMaxsize){
        maxSize=arrMaxsize;
        arr = new int[maxSize];// 初始化数组
        front=-1;//指向队列头部,分析出front是指向队列头的前一个位置 有效数据的位置
        rear=-1;//指向队列尾,指向队列尾的数据(即就是队列最后一个位置 )
    }

    //1.判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return rear==maxSize-1;//因为rear是从-1开始的(如果不理解就看笔记上的图)
    }

    //2.判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return rear==front;
    }

    //3.添加数据到队列中
    public void addQueue(int n){
        //判断队列是否为满
        if(isFull()){
            System.out.println("队列已满,不能加入数据");
        }
        rear++;//rear 后移
        arr[rear]=n; //也可以直接写成 arr[++rear]:rear先加再取值
    }

    //4.获取队列的数据,出队列
    public  int getQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空,不能取数据");
        }
        front++; //front 后移 因为front指向的是前一个元素(front=-1)
        return arr[front];
    }

    //5.显示当前队列数据
    public void showQueue() {
         //遍历
         if(isEmpty()){
             System.out.println("当前队列为空");
             return;
         }
        for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]); //格式化输出
        }
    }

    //6.显示队列的头数据,注意不是取出数据
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        return arr[front+1]; //注意:front需要加1
    }
}

問題分析並最佳化

(1)、缺點:陣列只能使用一次,無法實現程式碼的複用。
(當把數組中所有的元素取出後,數組為空,但無法添加元素進入數組)

(2)、優化:可以改成一個環形的數組(進行取餘) 。

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