0
点赞
收藏
分享

微信扫一扫

数组模拟环形队列java(数据结构与算法)


思路:

背景

队列有两种实现方式:1、数组,2 、链表

在数组实现队列时,有的教科书中只说了队列满的条件是 (rear + 1) % manSize = front

这个公式真让人摸不着头脑

原来:这是数组模拟环形队列,才有的结果

队头 front :初始值为0,指向队列的第一个元素

队尾 rear : 初始值为0 ,指向队列最后一个元素的下一位

对照以下环形图分析:当空队列新增一个元素时,rear++ ,rear变成1, 数组0的位置用于存放数据,rear不存放数据。

此时,如果再新增一个元素。rear++ ,rear变成2,数组1的位置存放数据。

队列满的条件是 (rear + 1) % manSize = front 由于rear留空,所以maxSize为8的数组,最多只能存放7位。当 rear为7时,(7+1)%8 = 0

队列中有效数据的个数是 (rear-front+maxSize)%manSize

由于是环形队列,所以rear 可能比front小,比如 rear = 1 ,front = 6 ,加上 maxSize 为了不用取绝对值,实际是|rear-front|%manSize,因为绝对值要调用Math的包。

可以对照的环形图来数,rear不保存值,得到是3个元素。

套用公式 (1-6+8)%8 = 3 % 8 = 3

为了便于理解,我画了一个同心圆

数组模拟环形队列java(数据结构与算法)_数据

 

图形演示:

假设maxsize=7

数组模拟环形队列java(数据结构与算法)_数据_02

数组模拟环形队列java(数据结构与算法)_System_03

数组模拟环形队列java(数据结构与算法)_数组_04

package suanfa;

import java.util.Scanner;

public class xishuarr {
public static void main(String[] args) {
ArrayQueue Queue=new ArrayQueue(4);
char key=' ';//接受用户输入
Scanner scanner =new Scanner(System.in);
boolean loop=true;
while(loop) {
System.out.println("s(shou):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):从队列取数据");
System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
key=scanner.next().charAt(0);
switch (key) {
case 's':
Queue.show();
break;
case 'a':
System.out.println("请输入一个数");
int value=scanner.nextInt();
Queue.add(value);
break;
case 'g':
try {
int res= Queue.get();
System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}

break;
case 'h':
try {
int res= Queue.head();
System.out.printf("表头数据是%d\n",res);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
break;

case 'e':
scanner.close();
loop=false;
break;



default:
break;
}
}

System.out.println("程序退出---");

}

}

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;//该数据用于存放数据,模拟队列

public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize =arrMaxSize;
arr=new int[arrMaxSize];
front =0;//指向队列头部
rear=0;//指向队列尾
}
//判断队列是否为满
public boolean isfull() {

//因为是环形队列
return (rear+1)%maxSize==front;


}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty() {

return rear==front;
}
//添加数据到队列
public void add(int n){
if(isfull()) {
System.out.println("队列已满");
return ;
}

arr[rear]=n;
rear=(rear+1)%maxSize;


}
//获取队列的数据,出队列
public int get(){
if(isEmpty()) {
//抛出一个异常
throw new RuntimeException("队列空,不能取数据");
}

int value=arr[front];


front=(front+1)%maxSize;

return value;


}
//显示队列的所有数据
public void show() {

while(isEmpty()) {

System.out.println("队列空的,没有数据-----");
return;
}

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


}







}
public int size(){
return (rear+maxSize-front)%maxSize;
}




//显示队列的头数据,注意不是取数据
public int head() {
if(isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列空的,没有数据");

}

return arr[front];
}





}

 

举报

相关推荐

0 条评论