稀疏数组和队列 —— 队列

队列介绍

1. 队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现。
2. 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
3. 示意图：(使用数组模拟队列示意图)

数组模拟队列思路

1. 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。

2. 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，如图所示:
   

3. 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]

代码实现：

package com.yiyang.myfirstspringdemo.algotithm;

import java.util.Scanner;

/**
 * @Author 刘翊扬
 * @Date 2020/11/22 下午6:43
 * @Version 1.0
 */
public class ArrayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //测试一把 //创建一个队列
        MyArrayQueue queue = new MyArrayQueue(3);
        char key = ‘ ‘;
        //接收用户输入
        Scanner scanner = 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 ‘s‘:
                    queue.showQueue();
                    break;
                case ‘a‘:
                    System.out.println("输出一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case ‘g‘: //取出数据
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); }break;
                    }
                    break;
                case ‘h‘: //查看队列头的数据
                    try {
                        int res = queue.peek();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); }break;
                    }
                    break;
                case ‘e‘: //退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

class MyArrayQueue {

    private int maxSize; // 队列的最大容量

    private int front; // 队列头

    private int rear; // 队列尾部

    private int arr[];

    public MyArrayQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        this.rear = -1;
        this.front = -1;
        this.arr = new int[maxSize];
    }

    // 判断队列是否满了
    public boolean isFull() {
        return rear == maxSize - 1;
    }

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

    // 添加数据到队列中
    public void addQueue(int n) {
        if (isFull()) {
            System.out.printf("队列已经满了，无法继续添加");
            return;
        }
        rear++;
        arr[rear] = n;
    }

    // 获取队列数据，队列出列
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
        }
        front++; // front后移
        return arr[front];
    }

    // 显示所有的数据
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，没有数据");
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
        }
    }

    // 显示队列的头部
    public int peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
        }
        return arr[front + 1];
    }

}

存在的问题？

1. 目前数组只能用一次，没有达到复用的效果。
2. 将这个数组使用算法，改进成一个环形的队列。取模：%

稀疏数组和队列 —— 队列

原文：https://www.cnblogs.com/liufei2/p/14021607.html