java中用數(shù)組實(shí)現(xiàn)環(huán)形隊(duì)列的示例代碼
本篇文章主要講述了使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)環(huán)形隊(duì)列的思路以及具體代碼
一、隊(duì)列是什么
我們先來看下百科的解釋:
隊(duì)列是一種特殊的線性表,特殊之處在于它只允許在表的前端(front)進(jìn)行刪除操作,而在表的后端(rear)進(jìn)行插入操作,隊(duì)列是一種操作受限制的線性表。進(jìn)行插入操作的端稱為隊(duì)尾,進(jìn)行刪除操作的端稱為隊(duì)頭。
總結(jié)起來兩點(diǎn):
1.一種線性表
2.添加操作只能在表尾,刪除操作在表頭(先進(jìn)先出)
二、實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的思路
1.初始化一個(gè)空隊(duì)列
初始化一個(gè)大小固定的數(shù)組,并將頭指針,尾指針都指向下表為0的位置,但其實(shí)這種初始化頭指針指向的是隊(duì)首,尾指針指向的是隊(duì)尾的后一個(gè)元素。
2.往隊(duì)列里添加元素
往隊(duì)列里添加元素,尾指針后移一位。
一直添加直到隊(duì)列滿
這個(gè)時(shí)候尾指針已經(jīng)出現(xiàn)在數(shù)組下標(biāo)外了
3.消費(fèi)隊(duì)列元素
每消費(fèi)一個(gè)隊(duì)列元素,頭指針指向的元素出隊(duì),并且后移一位
再消費(fèi)兩個(gè)
這個(gè)時(shí)候我們想往隊(duì)列里繼續(xù)添加元素,尾指針后移,然后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了假溢出的情況,因?yàn)槲仓羔槦o法再向后移動,而隊(duì)列實(shí)際上并沒有滿,我們又無法繼續(xù)往隊(duì)列里添加數(shù)據(jù)。這個(gè)時(shí)候其實(shí)有兩種解決方案。
方案一:我們每消費(fèi)一個(gè)元素,其后面的元素都整體往前移動一位,就像我們生活中排隊(duì)打飯一樣,后面的人都往前挪一挪。但這種方案帶來的后果是,帶來的時(shí)間開銷太大,因?yàn)榛旧弦僮魉械脑?,所以這種方案不可行。
方案二:尾指針在指向下表為最后一個(gè)元素時(shí),再添加元素,如果還有空位,就將尾指針重新指向0,頭指針在取到下表數(shù)組末尾時(shí),如果前面還有元素,頭指針也指向0,這就是我們說的環(huán)形隊(duì)列。
三、實(shí)現(xiàn)環(huán)形隊(duì)列
1.環(huán)形隊(duì)列示例圖
尾指針重新指向零
再添加一個(gè)元素
連續(xù)消費(fèi)三個(gè)元素,如果前面還有元素,頭指針也指向0
這個(gè)時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)那個(gè)原來熟悉的隊(duì)列又回來了。
2.代碼實(shí)現(xiàn)
/** * description:數(shù)組實(shí)現(xiàn)環(huán)形隊(duì)列 * author: xiaowang * */ public class MyQueue<E> { // 隊(duì)列最大個(gè)數(shù) private int size; // 元素真實(shí)個(gè)數(shù) private int number; // 頭指針,指向隊(duì)列的第一個(gè)元素即隊(duì)頭 private int front; // 尾指針,指向隊(duì)尾的后一個(gè)元素(非隊(duì)尾) private int rear; // 隊(duì)列具體值 private Object[] values; // 隊(duì)列滿標(biāo)記,當(dāng)隊(duì)列是滿的時(shí)候?yàn)閠rue private boolean isFullFlag; /**構(gòu)造器*/ public MyQueue(int size){ if (size<0){ throw new RuntimeException("初始化隊(duì)列時(shí),隊(duì)列最大元素個(gè)數(shù)不能為負(fù)"); } this.front = 0; this.rear = 0; this.number = 0; this.isFullFlag = false; this.size = size; this.values = new Object[size]; } /**往隊(duì)列里添加元素 添加成功返回true 失敗返回false*/ public boolean addToQueue(E e){ // 判斷隊(duì)列是否已經(jīng)滿了 if (isFullFlag){ System.out.println("隊(duì)列已滿,無法繼續(xù)添加元素"); return false; } // 添加元素 values[rear] = e; // 元素個(gè)數(shù)加一 number++; // 尾指針后移一位,若已經(jīng)指向數(shù)組最后的下表,則重新指向0 if (rear == size-1){ rear = 0; }else{ rear++; } // 添加完這個(gè)元素,判斷隊(duì)列是否已經(jīng)滿了,若滿則標(biāo)記為true if (rear==front){ isFullFlag = true; } return true; } /**從隊(duì)列里取出數(shù)據(jù),隊(duì)頭數(shù)據(jù)*/ public E getFromQueue(){ // 判斷隊(duì)列是否為空 if (number==0||size==0){ System.out.println("隊(duì)列為空,無法從隊(duì)列中獲取數(shù)據(jù)"); return null; } // 臨時(shí)變量 E e = (E) values[front]; // 隊(duì)頭置空 values[front] = null; // 個(gè)數(shù)減一 number--; // 頭指針后移,若已經(jīng)指向數(shù)組最后的下表,則重新指向0 if (front==size-1){ front = 0; }else { front++; } // 取隊(duì)列之前若是滿的狀態(tài),則更新狀態(tài) if (isFullFlag){ isFullFlag = false; } return e; } /**獲取目前有幾個(gè)元素正在進(jìn)行排隊(duì)*/ public int getNumber(){ return number; } /**獲取隊(duì)列的最大個(gè)數(shù)*/ public int getSize(){ return size; } /**查看隊(duì)列在數(shù)組里保存的詳細(xì)情況*/ public String toString(){ StringBuffer valueStr = new StringBuffer(); valueStr.append("["); for (int i = 0; i < size; i++) { if (i!=size-1){ valueStr.append(values[i]+","); }else{ valueStr.append(values[i]+"]"); } } return valueStr.toString(); } }
測試代碼
public class TestQueue { public static void main(String[] args) { MyQueue<String> queue = new MyQueue<String>(5); Scanner scanner = new Scanner(System.in); Scanner scanner2 = new Scanner(System.in); boolean isCan = true; while (isCan){ System.out.println("歡迎來到小王排隊(duì)系統(tǒng),您可以使用以下功能。\n添加:1;取出:2;展示:3;獲取排隊(duì)個(gè)數(shù):4;退出:0。"); int flag = scanner.nextInt(); switch (flag){ case 1 : System.out.println("請輸入一個(gè)數(shù)據(jù):"); String data = scanner2.nextLine(); boolean isSuccess = queue.addToQueue(data); if (isSuccess){ System.out.println("添加成功~~~"); } break; case 2 : String dataFromQueue = queue.getFromQueue(); if (dataFromQueue!=null){ System.out.println("本次取出的數(shù)據(jù)為:"+dataFromQueue); } break; case 3 : System.out.println("隊(duì)列詳情為:\n"+queue.toString()); break; case 4 : System.out.println("目前有"+queue.getNumber()+"個(gè)元素正在進(jìn)行排隊(duì)"); break; default: isCan = false; System.out.println("已退出..."); break; } } } }
總結(jié)
到此這篇關(guān)于java中用數(shù)組實(shí)現(xiàn)環(huán)形隊(duì)列的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java 數(shù)組環(huán)形隊(duì)列內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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