Java編程內功之怎么實現隊列，相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

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 基本介紹

隊列是一個有序列表,可以用數組或者鏈表來實現

遵循先入先出的原則,即先存入隊列的數據,要先取出.后存入的要后取出

數組模擬隊列

隊列本身是有序列表,若使用數組的結構來存儲隊列的數據,則隊列數組的聲明如下圖,其中maxSize是該隊列的最大容量.

因為隊列的輸入\輸出是分別從前后端來處理,因此需要兩個變量front及rear分別記錄隊列前后端的下標,front會隨著數據輸出而改變,而rear則是隨著數據輸入而改變.

代碼案例

package com.structures.queue;  import java.util.Scanner;  public class ArrayQueueDemo {     public static void main(String[] args) {         ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);         char key = ' ';//接受用戶輸入         Scanner scanner = new Scanner(System.in);         boolean loop = true;         //輸出一個菜單         while (loop) {             System.out.println("s(show):顯示隊列");             System.out.println("e(exit):退出程序");             System.out.println("a(add):添加數據到隊列");             System.out.println("g(get):從隊列取出數據");             System.out.println("h(head):查看隊列頭的數據");             key = scanner.next().charAt(0);             switch (key) {                 case 's':                     arrayQueue.showQueue();                     break;                 case 'a':                     System.out.println("輸入一個整數");                     int value = scanner.nextInt();                     arrayQueue.addQueue(value);                     break;                 case 'g':                     try {                         int queue = arrayQueue.getQueue();                         System.out.printf("取出的數據是%d", queue);                     }catch (Exception e){                         System.out.println(e.getMessage());                     }                     break;                 case 'e':                     scanner.close();                     loop = false;                     break;                 case 'h':                     try {                         int head = arrayQueue.headQueue();                         System.out.printf("取出隊列頭的數據是%d", head);                     }catch (Exception e){                         System.out.println(e.getMessage());                     }                 default:                     break;             }         }         System.out.println("程序退出");     } }  //使用數組模擬隊列-編寫一個ArrayQueue類 class ArrayQueue {     //表示數組最大容量     private int maxSize;     //隊列頭     private int front;     //隊列尾     private int rear;     //用于存放數據,模擬隊列     private int[] arr;      //創建隊列構造器     public ArrayQueue(int arrMaxSize) {         maxSize = arrMaxSize;         arr = new int[maxSize];         front = -1;//指向隊列頭的前一個位置         rear = -1;//指向隊列尾的數據,即就是隊列最后一個數據     }      //判斷隊列是否滿     public boolean isFull() {         return rear == maxSize - 1;     }      //判斷隊列是否為空     public boolean isEmpty() {         return rear == front;     }      //添加數據到隊列     public void addQueue(int n) {         if (isFull()) {             System.out.println("隊列不能加入數據");             return;         }         rear++;//讓rear 后移         arr[rear] = n;     }      //獲取隊列數據,出隊列     public int getQueue() {         if (isEmpty()) {             throw new RuntimeException("隊列為空,不能取數據");         }         front++;         return arr[front];     }      //顯示隊列所有數據     public void showQueue() {         if (isEmpty()) {             System.out.println("隊列為空,沒有數據");         }         for (int i = 0; i < this.arr.length; i++) {             System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);         }     }      //顯示隊列的頭數據,注意不是取數據     public int headQueue() {         if (isEmpty()) {             throw new RuntimeException("隊列為空,沒有數據");         }         return arr[front + 1];     }  }

問題分析

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. 目前這個數組使用一次就不能用,沒有達到復用的效果.

3. 將這個數組使用算法,改進成一個環形的隊列:取模%

改進成環形隊列的思路分析

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. front變量的含義做一個調整:front 就指向隊列的第一個元素,也就是arr[front]就是隊列的第一個元素,front的初始值=0

3. rear變量的含義做一個調整:rear 指向隊列的最后一個元素的后一個位置,因為希望空出一個空間作為約定.rear初始值=0

4. 當隊列滿時,條件是(rear+1)%maxSize = front.

5. 當隊列為空時條件,rear == front 空.

6. 當我們這樣分析,隊列中有效的數據的個數=(rear+maxSize-front)%maxSize.

環形隊列代碼案例

package com.structures.queue;  import java.util.Scanner;  public class CircleArrayQueue {     public static void main(String[] args) {         CircleArray arrayQueue = new CircleArray(4);//這里設置4,其隊列的有效數據最大是3         char key = ' ';//接受用戶輸入         Scanner scanner = new Scanner(System.in);         boolean loop = true;         //輸出一個菜單         while (loop) {             System.out.println("s(show):顯示隊列");             System.out.println("e(exit):退出程序");             System.out.println("a(add):添加數據到隊列");             System.out.println("g(get):從隊列取出數據");             System.out.println("h(head):查看隊列頭的數據");             key = scanner.next().charAt(0);             switch (key) {                 case 's':                     arrayQueue.showQueue();                     break;                 case 'a':                     System.out.println("輸入一個整數");                     int value = scanner.nextInt();                     arrayQueue.addQueue(value);                     break;                 case 'g':                     try {                         int queue = arrayQueue.getQueue();                         System.out.printf("取出的數據是%d", queue);                     }catch (Exception e){                         System.out.println(e.getMessage());                     }                     break;                 case 'e':                     scanner.close();                     loop = false;                     break;                 case 'h':                     try {                         int head = arrayQueue.headQueue();                         System.out.printf("取出隊列頭的數據是%d", head);                     }catch (Exception e){                         System.out.println(e.getMessage());                     }                 default:                     break;             }         }         System.out.println("程序退出");     }  }  class CircleArray {     //表示數組最大容量     private int maxSize;     //front變量的含義做一個調整:front 就指向隊列的第一個元素,也就是arr[front]就是隊列的第一個元素,front的初始值=0     private int front;     //rear變量的含義做一個調整:rear 指向隊列的最后一個元素的后一個位置,因為希望空出一個空間作為約定.rear初始值=0     private int rear;     //用于存放數據,模擬隊列     private int[] arr;      public CircleArray(int arrMaxSize) {         maxSize = arrMaxSize;         arr = new int[maxSize];     }      //判斷隊列是否滿     public boolean isFull() {         return (rear + 1) % maxSize == front;     }      //判斷隊列是否為空     public boolean isEmpty() {         return rear == front;     }      //添加數據到隊列     public void addQueue(int n) {         if (isFull()) {             System.out.println("隊列滿,隊列不能加入數據");             return;         }         //直接將數據加入         arr[rear] = n;         //將rear后移,這里必須考慮取模         rear = (rear + 1) % maxSize;     }      //獲取隊列數據,出隊列     public int getQueue() {         if (isEmpty()) {             throw new RuntimeException("隊列為空,不能取數據");         }         //這里需要分析front是指向隊列的第一個元素,         //1.先把front對應的值保存到一個臨時變量,         //2.將front后移,考慮取模         //3.將臨時保存的變量返回         int value = arr[front];         front = (front + 1) % maxSize;         return value;     }      //顯示隊列所有數據     public void showQueue() {         if (isEmpty()) {             System.out.println("隊列為空,沒有數據");         }         //從front開始遍歷         for (int i = front; i < front + size(); i++) {             System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);         }     }      //求出當前隊列有效數據的個數     public int size() {         return (rear + maxSize - front) % maxSize;     }      //顯示隊列的頭數據,注意不是取數據     public int headQueue() {         if (isEmpty()) {             throw new RuntimeException("隊列為空,沒有數據");         }         return arr[front];     } }

看完上述內容，你們掌握Java編程內功之怎么實現隊列的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注創新互聯行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！

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