数据结构之队列

队列是一个有序列表，能够用数组或是链表来实现。
遵循先入先出的准则，即：先存入队列的数据，要先取出。后存入的要后取出。

数组实现队列

数组队列

思路：
front=-1 指向队列头的前一个地位
rear=-1 指向队列尾的数据(即就是队列最初一个数据)
判断队列是否满：front ==rear
判断队列是否空：rear == maxSize-1

class ArrayQueue {
    private int maxSize; // 示意数组的最大容量
    private int front; // 队列头
    private int rear; // 队列尾
    private int[] arr; // 该数据用于存放数据, 模仿队列

    // 创立队列的结构器
    public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = -1; // 指向队列头部，剖析出 front 是指向队列头的前一个地位.
        rear = -1; // 指向队列尾，指向队列尾的数据(即就是队列最初一个数据)
    }

    // 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;}

    // 增加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        // 判断队列是否满
        if (isFull()) {System.out.println("队列满，不能退出数据~");
            return;
        }
        rear++; // 让 rear 后移
        arr[rear] = n;
    }

    // 获取队列的数据, 出队列
    public int getQueue() {
        // 判断队列是否空
        if (isEmpty()) {
            // 通过抛出异样
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        front++; // front 后移
        return arr[front];

    }

    // 显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        // 遍历
        if (isEmpty()) {System.out.println("队列空的，没有数据~~");
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);
        }
    }

环形队列

思路：
front=0 指向队列第一个元素，也就是说 arr[front]就是队列第一个元素
rear=0 指向队列的最初一个元素的后一个地位，因为心愿空进去一个空间作为约定
判断队列是否满：(rear + 1)% maxSize = front = 0
判断队列是否空：rear == front
队列中无效数据个数：(rear + maxSize – front) % maxSize

class CircleArray {
    private int maxSize; // 示意数组的最大容量
    //front 变量的含意做一个调整：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
    private int front; 
    //rear 变量的含意做一个调整：rear 指向队列的最初一个元素的后一个地位. 因为心愿空出一个空间做为约定.
    //rear 的初始值 = 0
    private int rear; // 队列尾
    private int[] arr; // 该数据用于存放数据, 模仿队列
    
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }
    
    // 判断队列是否满
    public boolean isFull() {return (rear  + 1) % maxSize == front;
    }
    
    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {return rear == front;}
    
    // 增加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        // 判断队列是否满
        if (isFull()) {System.out.println("队列满，不能退出数据~");
            return;
        }
        // 间接将数据退出
        arr[rear] = n;
        // 将 rear 后移, 这里必须思考取模
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }
    
    // 获取队列的数据, 出队列
    public int getQueue() {
        // 判断队列是否空
        if (isEmpty()) {
            // 通过抛出异样
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        // 这里须要剖析出 front 是指向队列的第一个元素
        // 1. 先把 front 对应的值保留到一个长期变量
        // 2. 将 front 后移, 思考取模
        // 3. 将长期保留的变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;

    }
    
    // 显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        // 遍历
        if (isEmpty()) {System.out.println("队列空的，没有数据~~");
            return;
        }
        // 思路：从 front 开始遍历，遍历多少个元素
        // 动脑筋
        for (int i = front; i < front + size() ; i++) {System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }
    
    // 求出以后队列无效数据的个数
    public int size() {
        // rear = 2
        // front = 1
        // maxSize = 3 
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;   
    }