1、簡介

1）佇列是一個有序列表，可以用陣列或者連結串列來實現

2）遵循先進先出的規則，即先進隊的先出隊

2、陣列模擬佇列

陣列模擬佇列的程式碼實現:

front：指向隊頭的前一個數據

rear：指向隊尾

/**
 * @author houChen
 * @date 2020/7/26 10:09
 * @Description:   使用陣列來模擬佇列
 */
public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue queue =new ArrayQueue(3);
        
 
char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop =true;
        while(loop){
            System.out.println("s:顯示佇列");
            System.out.println("e:退出程式");
            System.out.println("a:新增資料到佇列");
            System.out.println("g:從佇列取出資料");
            System.out.println(
 
"h:檢視佇列頭的資料");

            key=scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.print("輸入一個數：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    
 
break;
                case 'g':
                    try {
                        queue.getQueue();
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.printf(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':

                    try {
                        int v= queue.headQueue();
                        System.out.printf("從隊頭取出的元素為：%d",v);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.printf(e.getMessage());
                    }

                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop=false;
                    break;
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("程式退出~~");
    }


}


class ArrayQueue{

    private int maxSize; //表示陣列的最大容量
    private int front;  //佇列頭
    private int rear;   //佇列尾
    private int[] array; //存放資料

    // 建立佇列的構造器
    public ArrayQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        array =new int[maxSize];
        front=-1;
        rear = -1;
    }

    // 判斷佇列是否為滿
    public boolean isFull(){
        return rear == maxSize-1;
    }

    // 判斷佇列是否為空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    // 新增資料到佇列 addQueue
    public void addQueue(int a){
        if(isFull()){
            System.out.println("佇列已滿，不能新增資料！！");
            return;
        }
        array[++rear]=a;
    }

    // 資料出佇列 getQueue
    public void getQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("佇列為空,不能出隊！！");
        }
        int a = array[++front];
        System.out.printf("出隊資料為%d",a);
    }

    // 顯示佇列的所有資料 showQueue
    public void showQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("佇列為空！！！");
            return;
        }
        System.out.println("佇列為:");
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            System.out.printf("%d\t",array[i]);
        }
        System.out.println();
    }

    // 顯示佇列頭的資料，注意不是取出資料 headQueue
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("佇列為空！！！");
        }
        return array[front+1];
    }
}

3、陣列模擬環形佇列

1）目前陣列使用一次就不能使用，沒有達到複用的效果

2）將這個陣列使用演算法，改進成一個環形的佇列

【注意：自己理解】為什麼要預留一個空位？（即：陣列有八個位置 0-7，為什麼入隊到6處就算滿了）

這是因為：

當從0入隊到7時，rear此時指向的位置為 （7+1）% 8 = 0，rear == front

這就和判斷佇列為空重複了，為了避免兩種情況混淆，就將maxSize-1（8-1=7）作為環形佇列儲存元素的最大個數

程式碼實現

front:指向對頭

rear：指向隊尾的下一個元素

public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CircleArray queue =new CircleArray(3);
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop =true;
        while(loop){
            System.out.println("s:顯示佇列");
            System.out.println("e:退出程式");
            System.out.println("a:新增資料到佇列");
            System.out.println("g:從佇列取出資料");
            System.out.println("h:檢視佇列頭的資料");

            key=scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.print("輸入一個數：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        queue.getQueue();
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.printf(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':

                    try {
                        int v= queue.headQueue();
                        System.out.printf("從隊頭取出的元素為：%d",v);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.printf(e.getMessage());
                    }

                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop=false;
                    break;
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("程式退出~~");
    }
}


class CircleArray{
    private int maxSize; //表示陣列的最大容量
    private int front;  //指向隊頭              預設為0
    private int rear;   //指向隊尾的後一個位置    預設為0
    private int[] array; //存放資料

    // 建立佇列的構造器
    public CircleArray(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        array =new int[maxSize];
    }

    // 判斷佇列是否為滿
    public boolean isFull(){
        return (rear+1)%maxSize == front;
    }

    // 判斷佇列是否為空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    // 新增資料到佇列 addQueue
    public void addQueue(int a){
        if(isFull()){
            System.out.println("佇列已滿，不能新增資料！！");
            return;
        }
        array[rear]=a;
        rear=(rear+1)%maxSize;
    }

    // 資料出佇列 getQueue
    public void getQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("佇列為空,不能出隊！！");
        }
        int a = array[front];
        front=(front+1)%maxSize;
        System.out.printf("出隊資料為%d",a);
    }

    // 顯示佇列的所有資料 showQueue
    public void showQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("佇列為空！！！");
            return;
        }
        //從front遍歷，遍歷多少個元素
        System.out.println("佇列為:");
        for(int i=front;i<front+size();i++){
            System.out.printf("%d\t",array[i%maxSize]);
        }
        System.out.println();
    }

    //佇列的長度
    public int size(){
        return (rear+maxSize-front)%maxSize;
    }


    // 顯示佇列頭的資料，注意不是取出資料 headQueue
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("佇列為空！！！");
        }
        return array[front];
    }
}