数组方式实现队列操作

 

   

一、队列的介绍

 我们在超市付款时，先排队的总是先付款完成（排除插队），队列的一个特点就是“先进先出，后进后出”

特点

• 队列是一个有序列表，可以通过数组和链表来实现
• 遵循”先进先出，后进后出的原则“
• 如图在用数组表示队列时，总是在底部插入数据，在顶部拿出数据

　　　　　　

二、数组模拟队列分析

MaxSize是数组的长度，那MaxSize-1就是队列的最大下标了，front和rear是队列前后的下标，front是取出数据时改变，rear时添加数据时改变

添加数据时：

• 首先判断队列是否满，怎么判断是否满？

　　　　　　　　　　尾指针rear随着添加数据而增加，当rear指向队列最大下标时为满，即rear==Maxsize

• 不满时，尾指针rear初始值指向-1，所以添加前需要先将进行上移（即rear++），然后对rear进行赋值

取出数据时：

• 先判断队列是否是空？

                    当rear==front时（即上图最左边),即为空

• 不为空将尾指针front上移，即进行front++操作

三、代码实现

private int Maxsize;
    private int[] arr;
    private int front;
    private int rear;
    //构建函数
    public ArrayQueue(int arrMaxsize){
        Maxsize=arrMaxsize;
        arr=new int[Maxsize];
        front=-1;
        rear=-1;
    }
    //判断数组是否时空
    public boolean isEmpty(){
       return front==rear;
    }

    //判断数组是否是满的
    public  boolean isFull(){
       return rear==Maxsize-1;
    }

    //为数组添加数据
    public void add(int n){
        if (isFull()){
            System.out.println("数组已经满了");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear]=n;
    }
    //删除数组数据
    public  int remove(){
        if (isEmpty()){
            new RuntimeException("数组是空的");
        }
        front++;
        return arr[front];
    }

    //获取头数据
    public int  getHeadDate(){
        if (isEmpty()){
            new RuntimeException("数组是空的");
        }

        return arr[front+1];
    }
    //显示所有数据
    public  void allDate(){
        if (isEmpty()){
            new RuntimeException("数组是空的");
        }
        for (int i=0;i<Maxsize;i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%d
",i,arr[i]);
        }

    }

四、优化

根据上面的代码发现，数组只能使用一次，取出数据后的空位置也不能进行添加，需要引入循环队列来解决问题

预留一个位置判断队列是否满：

 当取出一个后发现队列没满，可以继续添加：

 代码实现

 private int Maxsize;
    private int arr[];
    private int front;//默认是0
    private int rear;//默认是0

    //构建函数
    public CircleArray(int arrMaxsize){
        Maxsize=arrMaxsize;
        arr=new int[Maxsize];
    }
    //判断数组是否时空
    public boolean isEmpty(){
        return rear==front;
    }

    //判断数组是否是满的
    public  boolean isFull(){
        return (rear+1)%Maxsize==front;
    }

    //为数组添加数据
    public void add(int n){
        if (isFull()){
            System.out.println("数组已经满了");
            return;
        }
        arr[rear]=n;
        rear=(rear+1)%Maxsize;
    }
    //删除数组数据
    public  int remove(){
        if (isEmpty()){
            new RuntimeException("数组是空的");
        }
        //先把数据值给一个局部变量
        int a=arr[front];
        front=(front+1)%Maxsize;
        return a;
    }

    //获取头数据
    public int  getHeadDate(){
        if (isEmpty()){
            new RuntimeException("数组是空的");
        }

        return arr[front];
    }
    //显示所有数据
    public  void allDate(){
        if (isEmpty()){
            new RuntimeException("数组是空的");
        }

        for (int i=front;i<front+size();i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%d
",i%Maxsize,arr[i%Maxsize]);
        }

    }

    //有效数据长度,(Maxsize-front+rear)%Maxsize  当rear<front时，长度是(maxsize-front)+(rear-0)
    public int size(){
        if (isEmpty()){
            return 0;
        }
        return (Maxsize-front+rear)%Maxsize;
    }