数组模拟队列的实现（java）

队列介绍：

1.队列是一个有序列表,可以用数组或链表来实现。

2.遵循先进先出的原则。即:先存入队列的数据,要先取出来。后存入的要后取出来。

3.使用数组模拟队列示意图。

队列本身是有序表,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为该队列的最大容量。

因为队列的输入输出是分别从前后端来处理,因此需要两个变量front及rear分别记录队列的前后端的下标，front会随着数据的输出而改变,rear则是随着数据的输入而改变，如图所示：

当我们将数据存入队列时称为“addQueue”，addQueue的处理需要两个步骤：

（1）将队尾指针rear往后移：rear = rear + 1 当front == rear (队空)

(2) 若队尾指针rear小于队列的最大下标MaxSize-1时,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（队满）

代码实现：

import java.util.Scanner;
public class Arrayqueuedemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个队列
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        Scanner sc = 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):从队列读取元素");
            System.out.println("h(head):查看队列的头部元素");
            char key = sc.next().charAt(0);  //接收一个字符
            switch (key){
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数:");
                    int value = sc.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据时%dn",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%的n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    sc.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;      //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


    //创造队列的构造器
    public ArrayQueue(int arrMaxSize){
        MaxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[MaxSize];
        front = -1;   //指向队列头部,分析出初始化时front是指向队列头的前一个位置
        rear = -1;    //指向队列尾部,始终指向队列的最后一个元素，初始化时rear == front(空队列)
    }
    //判断队列满
    public boolean isFull(){
        return rear == MaxSize-1;
    }
    //判断队空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n){
        //判断队满
        if(isFull()){
            System.out.println("队列已满,不能添加数据!");
            return;
        }
        rear = rear +1; //让rear后移
        arr[rear] = n;
    }


    //获取队列中的数据,出队列
    public int getQueue(){
        //判断对空
        if(isEmpty()){
            //通过抛出异常
            throw new RuntimeException("队列空,不能取数据!");
        }
        front = front + 1; //front后移
        return arr[front];
    }

    //现实所有队列的所有数据
    public void showQueue(){
        //判空
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列空,没有数据!");
        }
        for (int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%dn",i,arr[i]);
        }
    }

    //现实队列的头部元素
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            //通过抛出异常
            throw new RuntimeException("队列空,不能取数据!");
        }
        return arr[front + 1];
    }
}