数据模拟线性队列

草稿难度：中级#数据结构和算法#算法

原文：CSDN（历史文章导入，当前状态为草稿）

算法（二）-数据模拟线性队列

本文的分享思路：
1：给出一些基本概念
2：概念之间串联（由点到线）
3：给出方法的总结和代码实现，帮助初步掌握
4：总结和实例

简单的基本概念

1.线性结构：有序数据元素的集合
2.队列：队列是一种特殊的线性表（线性结构）。
构建结构：建立顺序队列结构必须为其静态分配或动态申请一片连续的存储空间，并设置两个指针进行管理。一个是队头指针front，它指向队头元素；另一个是队尾指针rear，它指向下一个入队元素的存储位置。
特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作（删除操作的端称为队头）;
例图如下：
在这里插入图片描述

而在表的后端（rear）进行插入操作（插入操作的端称为队尾）
3.数组：相同的元素序列，把具有相同类型的若干元素按无序的形式组织起来的一种形式。

关系

1：队列是属于一种先进先出的线性结构
2：无论是栈还是队列，它们属于一种逻辑结构，而数组只是它们的实现方式，所以栈和队列与数组并不是并列结构

操作方法

队列构造：

 private int maxSize;//数组最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//存放数据时,模拟队列

    public ArrayQueue(int arrMaxSize){
        maxSize=arrMaxSize;
        arr=new int[maxSize];
        front=-1;//指向队列头部,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
    }

1.判断队列是否满
2.判断队列是否为空
3.添加数据到队列
4.获取数列的数据，出队列
5.显示队列所有数据(遍历输出)
6.显示队列的头数据（注意不是取出数据）
实现方法，代码如下：

1: //判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return rear==maxSize-1;
    }
2: //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return rear==front;
    }
3://添加数据到队列
    public void addQueue(int n){
        if (isFull()){
            System.out.println("队列已满，不能加入数据");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear]=n;
    }
4: //获取数列的数据，出队列
    public int getQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空,不能获取数据");
        }
        front++;
        return arr[front];
    }
5: public void showQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空，没有数据可显示。");
            return;
        }
        for (int i=0;i<arr.length;i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i,arr[i]);
        }
    }
6://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("队列为空，没有数据可显示。");
        }
        System.out.println(front);
        System.out.println(rear);
        return arr[front+1];   //此时注意，front并没有++
    }

下面有图例，配套看应该好一点，建议先看一遍代码再看图，培养读代码能力,配图如下：
1：入队
在这里插入图片描述
2：出队
注意，出队时front向上走一格，从-1到0，此时指向的数据已经被弹出（图中蓝色没去掉，但实际已经没有了）

最后是判满或是判空：
判满条件和判空条件对照图一看就明白了

总结

关于队列而言，刚开始学习的时候我很迷，因为数组，栈这些一直干扰我学习队列，后来自己总结了一下，针对去学习，先理清线性结构的概念，再去看看数据的特性，最后来学习队列，后来又去学栈，最后完成这个小小的体系结构.

最后，我在看教学课程跟着敲了一个实例，分享给大家，帮助联系巩固。

实例

栗子结构：
在这里插入图片描述
ArrayQueue代码：

public class ArrayQueue {

    private int maxSize;//数组最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//存放数据时,模拟队列

    public ArrayQueue(int arrMaxSize){
        maxSize=arrMaxSize;
        arr=new int[maxSize];
        front=-1;//指向队列头部,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
    }
    //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){
        if (isFull()){
            System.out.println("队列已满，不能加入数据");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear]=n;
    }
    //获取数列的数据，出队列
    public int getQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空,不能获取数据");
        }
        front++;
        return arr[front];
    }
    //显示队列所有数据(遍历输出)
    public void showQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空，没有数据可显示。");
            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("队列为空，没有数据可显示。");
        }
        System.out.println(front);
        System.out.println(rear);
        return arr[front+1];
    }
}

example代码：

import java.util.Scanner;

public class example {
    public static void main(String[] args) {

        ArrayQueue arrayQueue =new ArrayQueue(3);
        char key =' ';//接受用户输入
        Scanner scanner =new Scanner(System.in);
        boolean loop =true;

        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):从队列取值");
            System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
            key =scanner.next().charAt(0);//接受一个字符
            switch (key){
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输出一个数");
                    int value=scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头数据是%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~");
    }
}