【数据结构】队列-数组模拟队列
时间:2020-04-27
本文章向大家介绍【数据结构】队列-数组模拟队列,主要包括【数据结构】队列-数组模拟队列使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。
队列介绍
队列是一个有序列表,可以用数组或是链表来实现。
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:(使用数组模拟队列示意图)
数组模拟队列
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。
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。
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]
1.rear 是队列最后[含]
2.front 是队列最前元素[不含]
数组模拟队列
出队列操作getQueue
显示队列的情况showQueue
查看队列头元素headQueue
退出系统exit
package com.doubledumbao.sparsearray.queue;
import java.util.Scanner;
/**
* 测试队列
*/
public class ArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
char key = ' ';//接收用户输入
ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
boolean loop = true;
while(loop){
System.out.println("a(add):添加数据到队列");
System.out.println("s(show):显示队列");
System.out.println("e(exit):退出程序");
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 'a':
System.out.println("输入一个数:");
int val = scanner.nextInt();
try {
arrayQueue.addQueue(val);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
break;
case 's':
arrayQueue.showQueue();
break;
case 'g':
try {
System.out.println(arrayQueue.getQueue());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
break;
case 'h':
try {
System.out.println(arrayQueue.headQueue());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
break;
case 'e':
loop = false;
scanner.close();
break;
default:
break;
}
}
}
}
/**
* 数组模拟队列
*/
class ArrayQueue{
//队列容量
private int maxSize;
//队列前端的下标
private int front;
//队列后端的下标
private int rear;
//存储数据
private int[] arr;
public ArrayQueue(int maxSize){
this.maxSize = maxSize;
this.front = -1;
this.rear= -1;
this.arr = new int[maxSize];
}
/**
* 判断队列是否满了
* @return
*/
public boolean ifFull(){
return rear == maxSize -1;
}
/**
* 判断队列是否为空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return rear == front;
}
/**
* 向队列中添加数据
* @param a
*/
public void addQueue(int a){
if(ifFull()){
throw new RuntimeException("队列已满,无法添加数据");
}
rear++;
this.arr[rear] = a;
}
/**
* 从队列中取出一个数据
*/
public int getQueue(){
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空,无法取出数据");
}
front ++;
return this.arr[front];
}
/**
* 展示队列数据
*/
public void showQueue(){
if(isEmpty()){
System.out.println("队列为空");
return ;
}
for (int i = 0; i < this.arr.length; i++) {
System.out.printf("arr[%d] = %d \n",i,arr[i]);
}
}
/**
* 查看队列头
* @return
*/
public int headQueue(){
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空");
}
return this.arr[front+1];
}
}
问题分析并优化
- 目前数组使用一次就不能用, 没有达到复用的效果
- 将这个数组使用算法,改进成一个环形的队列 取模:%
数组模拟环形队列
对前面的数组模拟队列的优化,充分利用数组. 因此将数组看做是一个环形的。(通过取模的方式来实现即可)
分析说明:
1)尾索引的下一个为头索引时表示队列满,即将队列容量空出一个作为约定,这个在做判断队列满的
时候需要注意 (rear + 1) % maxSize == front 满]
2)rear == front [空]
package com.doubledumbao.sparsearray.queue;
import java.util.Scanner;
public class CircleArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
char key = ' ';//接收用户输入
CircleArrayQueue arrayQueue = new CircleArrayQueue(4);
boolean loop = true;
while (loop) {
System.out.println("a(add):添加数据到队列");
System.out.println("s(show):显示队列");
System.out.println("e(exit):退出程序");
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 'a':
System.out.println("输入一个数:");
int val = scanner.nextInt();
try {
arrayQueue.addQueue(val);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
break;
case 's':
arrayQueue.showQueue();
break;
case 'g':
try {
System.out.println(arrayQueue.getQueue());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
break;
case 'h':
try {
System.out.println(arrayQueue.headQueue());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
break;
case 'e':
loop = false;
scanner.close();
break;
default:
break;
}
}
}
}
/**
* 数组模拟环形队列
*/
class CircleArrayQueue {
//队列容量
private int maxSize;
//队列前端的下标
private int front;
//队列后端的下标+1
private int rear;
//存储数据
private int[] arr;
public CircleArrayQueue(int maxSize) {
this.maxSize = maxSize;
this.arr = new int[maxSize];
}
/**
* 判断队列是否满了
*
* @return
*/
public boolean ifFull() {
return front == (rear + 1) % maxSize;
}
/**
* 判断队列是否为空
*
* @return
*/
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
/**
* 向队列中添加数据
*
* @param a
*/
public void addQueue(int a) {
if (ifFull()) {
throw new RuntimeException("队列已满,无法添加数据");
}
//直接将数据加入
this.arr[rear] = a;
//将rear后移,这里必须考虑取模
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
/**
* 从队列中取出一个数据
*/
public int getQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空,无法取出数据");
}
//这里需要分析出front是指向队列的第一个元素
//1。先把front对应的值保留到一个临时变量
//2。将front后移,考虑取模
//3。把临时保存的变量返回
int value = arr[front];
front = (front+1) % maxSize;
return value;
}
/**
* 展示队列数据
*/
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列为空");
return;
}
//思路:从front开始遍历,遍历多少个元素
for (int i = front; i < front+size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d] = %d \n", i%maxSize, arr[i%maxSize]);
}
}
/**
* 查看队列头
*
* @return
*/
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空");
}
return this.arr[front];
}
/**
* 获取队列真实容量
* @return
*/
public int size(){
return (rear+maxSize-front)%maxSize;
}
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/zhaoran8775/p/12789531.html
- JavaScript 教程
- JavaScript 编辑工具
- JavaScript 与HTML
- JavaScript 与Java
- JavaScript 数据结构
- JavaScript 基本数据类型
- JavaScript 特殊数据类型
- JavaScript 运算符
- JavaScript typeof 运算符
- JavaScript 表达式
- JavaScript 类型转换
- JavaScript 基本语法
- JavaScript 注释
- Javascript 基本处理流程
- Javascript 选择结构
- Javascript if 语句
- Javascript if 语句的嵌套
- Javascript switch 语句
- Javascript 循环结构
- Javascript 循环结构实例
- Javascript 跳转语句
- Javascript 控制语句总结
- Javascript 函数介绍
- Javascript 函数的定义
- Javascript 函数调用
- Javascript 几种特殊的函数
- JavaScript 内置函数简介
- Javascript eval() 函数
- Javascript isFinite() 函数
- Javascript isNaN() 函数
- parseInt() 与 parseFloat()
- escape() 与 unescape()
- Javascript 字符串介绍
- Javascript length属性
- javascript 字符串函数
- Javascript 日期对象简介
- Javascript 日期对象用途
- Date 对象属性和方法
- Javascript 数组是什么
- Javascript 创建数组
- Javascript 数组赋值与取值
- Javascript 数组属性和方法
- 20 个值得学习的 Vue 开源项目
- 小白入门WEB前端编程,必看知识点!核心干货
- 新网站 Robots 和 SiteMap 优化
- Java代理IP池 ( Proxy Pool ) - 改进版
- Lvs+Keepalived 保障HA高可用
- 基于前端JS导出Excel文件(减轻服务端压力)
- 本机IDEA远程调试远端服务器代码
- 开源 - Java接口API授权认证与规范
- 亿及流量多级缓存 - 客户端缓存
- 亿及流量多级缓存 - 一致性哈希负载均衡与模板渲染
- 关于友情链接或者其他外部链接的建议
- 总结Js方法工具类库,总有你需要的方法
- [docker]安装Mysql
- [Centos7]linux运行django项目报错no module named _ssl
- [Centos7]在非标准端口上运行SSH