1.1. 数组实现队列

1.1.1. 思路：

1、定义三个变量

maxSize：队列的最大长度
front：指向对列的头部，随着数列的输出而改变，初始值为-1
rear：指向队列的尾部，随着队列的输入而改变，初始值为-1 2、将数据添加到队列里面(addQueue方法)
添加数据时将尾指针rear+1，
front == rear时队列为空
rear == maxSize-1

1.1.2. 代码实现

class ArrayToQueue1{

        private int maxSice ; //最大容量
        private int front;  //队列的头部
        private int rear ;  //队列的尾部
        private int arr[];  //存数据的数组

        //创建队列的构造器
        public ArrayToQueue(int arrMaxSice){
            maxSice = arrMaxSice;
            arr = new int[maxSice];
            front = -1 ;
            rear = -1 ;
        }
        //判断队列是否是满的
        public boolean isFull(){
            return rear == maxSice-1 ;
        }
        //判断队列是否为空
        public boolean isEmpty(){
            return rear == front ;
        }
        //相队列里面添加数据
        public void addNumber(int num){
            if (isFull()){
                System.out.println("队列已经满了，不能加入数据！");
            }else {
                rear++;
                arr[rear] = num;
                //arr[++rear] = num ;
            }
        }
        public int getNumber(){
            if (isEmpty()){
                throw new RuntimeException("对列为空，没有数据！");//throw完了会返回
            }else{
                front++;
                return arr[front];
            }
        }
        //显示队列的所有数据
        public void showAlignment(){
            if (isEmpty()){
                System.out.println("对列为空，没有数据！");
            }else {
                for (int i = 0; i < rear+1; i++) {
                    System.out.print(arr[i]+"\t");
                }
            }
        }
        //显示队列的头部，不是取出数据
        public int headAlignment(){
            if (isEmpty()){
                throw new RuntimeException("对列为空，没有数据！");
            }else {
                return arr[front+1];
        }
    }   
}

1.2. 数组模拟环形队列

1.2.1. 背景问题：

以上的数组实现队列当存到最大值后就不能在用了，复用性不强。

1.2.2. 思路：

1、front 变量的含义做一个调整： front 就指向队列的第一个元素, 也就是说 arr[front] 就是队列的第一个元素 front 的初始值 = 0

2、rear 变量的含义做一个调整：rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置. 因为希望空出一个空间做为约定 rear 的初始值 = 0

3、当队列满时，条件是 (rear + 1) % maxSize == front 【满】

4、对队列为空的条件， rear == front 空

5、当我们这样分析，队列中有效的数据的个数 (rear + maxSize - front) % maxSize

6、我们就可以在原来的队列上修改得到，一个环形队列

1.2.3. 代码实现

class ArrayQueue2{
    private int maxSice ; //最大容量
    private int front;  //队列的头部
    private int rear ;  //队列的尾部
    private int arr[];  //存数据的数组

    //创建队列的构造器
    public ArrayToQueue2(int arrMaxSice){
        maxSice = arrMaxSice;
        arr = new int[maxSice];
        front = 0 ;
        rear = 0 ;
    }
    //判断队列是否是满的
    public boolean isFull(){
        return (rear+1)%maxSice == front ;
    }
    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front ;
    }
    //相队列里面添加数据
    public void addNumber(int num){
        if (isFull()){
            System.out.println("队列已经满了，不能加入数据！");
        }else {
            arr[rear] = num;
            rear = (rear+1)%maxSice;
        }
    }
    public int getNumber(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("对列为空，没有数据！");//throw完了会返回
        }else{
            //1、先保存front这个变量
            int value = arr[front];
            //2、front往后移
            front = (front+1)%maxSice;
            return value;
        }
    }
    //显示队列的长度
    public int length(){
        return (rear+maxSice-front)%maxSice;
    }
    //显示队列的所有数据
    public void showAlignment(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("对列为空，没有数据！");
        }else {
            for (int i = front; i < front+length(); i++) {
                System.out.print(arr[i%maxSice]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
    //显示队列的头部，不是取出数据
    public int headAlignment(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("对列为空，没有数据！");
        }else {
            return arr[front];
        }
    }
}

数组实现队列