【数据结构】—— 队列基础知识以及数组模拟队列

class ArrayQueue {
    private int maxSize;//队列的长度，也就是最多能存储多少个数据
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//用于存放数据，模拟队列
 
    //创建队列的构造器
    public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;//将队列的长度赋值
        arr = new int[maxSize];;//创建长度为maxSize的数组
        front = -1;//指向队列的头部，分析出front是指向队列头的前一个位置
        rear = -1;//指向队列尾部，也就是指向队列尾的数据(即队列的最后一个数据)
    }
 
    //判断队列是否满
    public boolean isFull() {
        return rear == maxSize - 1;
    }
 
    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }
 
    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        //判断队列是否为满
        if(isFull()) {
            System.out.println("队伍已满，无法加入队列");
            return;
        }
        rear++;//让rear后移
        arr[rear] = n;//添加数据到数组中
    }
 
    //获取队列的数据，出队列
    public int getQueue() {
        //判断队列是否为空
        if(isEmpty()) {
            //如果为空就抛出异常
            throw new RuntimeException("队列为空，不可以读取数据");
            //return //不需要进行返回，因为抛出异常就已经等于进行了返回
        }
        front++;//让front后移
        return arr[front];
    }
 
    //显示队列
    public void showQueue() {
        //先判断是否为空，为空就停止
        if(isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，无法输出");
            return;
        }
        //若队列不为空则遍历数组输出
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "  ");
        }
    }
 
    //显示队列的头数据，注意不是读取数据
    public int headQueue() {
        //判断是否为空
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，无法输出");
        }
        return arr[front + 1];
            //front + 1 是因为front是指向队列的头一个位置，所以要加一
    }
}

import java.util.Scanner;
public class ArrayQueueDemo { // 队列
    public static void main(String[] args) {
        //创建队列进行测试
        ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while(loop) {
            System.out.println("s(show):显示队列");
            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");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("=====请输入要求=====");
            char key = scanner.next().charAt(0);//接收用户输入的一个字符
            switch(key) {
                case 's'://显示队列
                    arrayQueue.showQueue();
                    System.out.println();
                    break;
                case 'a'://添加数据到队列
                    System.out.println("请输入一个整数:");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g'://取出数据
                    //取出数据时可能会遇到异常，因为有可能没有数据可以取出
                    //所以要使用异常处理机制try catch
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        //如果getQueue()没有抛出异常，就会取出数据
                        System.out.println("取出的数据是：" + res);
                    } catch (Exception e) {
                        //如果getQueue()抛出异常，就会被catch抓住
                        //所以会在catch中输出异常信息
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h'://查看队列头的数据
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.println("队列头的数据是：" + res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e'://退出程序
                    scanner.close();//退出前先把scanner关闭，如不关闭可能会有异常
                    loop = false;//如果退出程序那么loop就为false，while循环就不会通过
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序已退出");
    }
}