数组模拟队列
思路分析
代码实现
package com.atguigu.queue; import java.util.Scanner; public class CircleArrayQueueDemo { public static void main(String[] args) { //测试一把 System.out.println("测试数组模拟环形队列的案例~~~"); // 创建一个环形队列 CircleArray queue = new CircleArray(4); //说明设置4, 其队列的有效数据最大是3 char key = ' '; // 接收用户输入 Scanner scanner = new Scanner(System.in);// boolean loop = true; // 输出一个菜单 while (loop) { System.out.println("s(show): 显示队列"); System.out.println("e(exit): 退出程序"); 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"); key = scanner.next().charAt(0);// 接收一个字符 switch (key) { case 's': queue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("输出一个数"); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g': // 取出数据 try { int res = queue.getQueue(); System.out.printf("取出的数据是%d\n", res); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h': // 查看队列头的数据 try { int res = queue.headQueue(); System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'e': // 退出 scanner.close(); loop = false; break; default: break; } } System.out.println("程序退出~~"); } } class CircleArray { private int maxSize; // 表示数组的最大容量 //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 private int front; //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 private int rear; // 队列尾 private int[] arr; // 该数据用于存放数据, 模拟队列 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; } // 添加数据到队列 public void addQueue(int n) { // 判断队列是否满 if (isFull()) { System.out.println("队列满，不能加入数据~"); return; } //直接将数据加入 arr[rear] = n; //将 rear 后移, 这里必须考虑取模 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()) { // 通过抛出异常 throw new RuntimeException("队列空，不能取数据"); } // 这里需要分析出 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临时变量 // 2. 将 front 后移, 考虑取模 // 3. 将临时保存的变量返回 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]); } } // 求出当前队列有效数据的个数 public int size() { // rear = 2 // front = 1 // maxSize = 3 return (rear + maxSize - front) % maxSize; } // 显示队列的头数据， 注意不是取出数据 public int headQueue() { // 判断 if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("队列空的，没有数据~~"); } return arr[front]; } }
存在的问题
思路
注意：这里预留的位置不放数据，所以真正放数据的空间为maxSize-1，并且front指向的位置永远都是空值
代码实现
package com.atguigu.queue; import java.util.Scanner; public class CircleArrayQueueDemo { public static void main(String[] args) { //测试一把 System.out.println("测试数组模拟环形队列的案例~~~"); // 创建一个环形队列 CircleArray queue = new CircleArray(4); //说明设置4, 其队列的有效数据最大是3 char key = ' '; // 接收用户输入 Scanner scanner = new Scanner(System.in);// boolean loop = true; // 输出一个菜单 while (loop) { System.out.println("s(show): 显示队列"); System.out.println("e(exit): 退出程序"); 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"); key = scanner.next().charAt(0);// 接收一个字符 switch (key) { case 's': queue.showQueue(); break; case 'a': System.out.println("输出一个数"); int value = scanner.nextInt(); queue.addQueue(value); break; case 'g': // 取出数据 try { int res = queue.getQueue(); System.out.printf("取出的数据是%d\n", res); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'h': // 查看队列头的数据 try { int res = queue.headQueue(); System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println(e.getMessage()); } break; case 'e': // 退出 scanner.close(); loop = false; break; default: break; } } System.out.println("程序退出~~"); } } class CircleArray { private int maxSize; // 表示数组的最大容量 //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 private int front; //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 private int rear; // 队列尾 private int[] arr; // 该数据用于存放数据, 模拟队列 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; } // 添加数据到队列 public void addQueue(int n) { // 判断队列是否满 if (isFull()) { System.out.println("队列满，不能加入数据~"); return; } //直接将数据加入 arr[rear] = n; //将 rear 后移, 这里必须考虑取模 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()) { // 通过抛出异常 throw new RuntimeException("队列空，不能取数据"); } // 这里需要分析出 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临时变量 // 2. 将 front 后移, 考虑取模 // 3. 将临时保存的变量返回 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]); } } // 求出当前队列有效数据的个数 public int size() { // rear = 2 // front = 1 // maxSize = 3 return (rear + maxSize - front) % maxSize; } // 显示队列的头数据， 注意不是取出数据 public int headQueue() { // 判断 if (isEmpty()) { throw new RuntimeException("队列空的，没有数据~~"); } return arr[front]; } }
单链表
代码实现
package com.atguigu.linkedlist; import java.util.Stack; public class SingleLinkedListDemo { public static void main(String[] args) { //进行测试 //先创建节点 HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨"); HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟"); HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星"); HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头"); //创建要给链表 SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList(); //加入 singleLinkedList.addByOrder(hero1); singleLinkedList.addByOrder(hero4); singleLinkedList.addByOrder(hero2); singleLinkedList.addByOrder(hero3); singleLinkedList.list(); // // 测试一下单链表的反转功能 // System.out.println("原来链表的情况~~"); // singleLinkedList.list(); // System.out.println("反转单链表~~"); reversetList(singleLinkedList.getHead()); singleLinkedList.list(); // // System.out.println("测试逆序打印单链表, 没有改变链表的结构~~"); // reversePrint(singleLinkedList.getHead()); /* //加入按照编号的顺序 singleLinkedList.addByOrder(hero1); singleLinkedList.addByOrder(hero4); singleLinkedList.addByOrder(hero2); singleLinkedList.addByOrder(hero3); //显示一把 singleLinkedList.list(); //测试修改节点的代码 HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~"); singleLinkedList.update(newHeroNode); System.out.println("修改后的链表情况~~"); singleLinkedList.list(); //删除一个节点 singleLinkedList.del(1); singleLinkedList.del(4); System.out.println("删除后的链表情况~~"); singleLinkedList.list(); //测试一下 求单链表中有效节点的个数 System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//2 //测试一下看看是否得到了倒数第K个节点 HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3); System.out.println("res=" + res); */ } //方式2： //可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果 public static void reversePrint(HeroNode head) { if(head.next == null) { return;//空链表，不能打印 } //创建要给一个栈，将各个节点压入栈 Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>(); HeroNode cur = head.next; //将链表的所有节点压入栈 while(cur != null) { stack.push(cur); cur = cur.next; //cur后移，这样就可以压入下一个节点 } //将栈中的节点进行打印,pop 出栈 while (stack.size() > 0) { System.out.println(stack.pop()); //stack的特点是先进后出 } } //将单链表反转 public static void reversetList(HeroNode head) { //如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回 if(head.next == null || head.next.next == null) { return ; } //定义一个辅助的指针(变量)，帮助我们遍历原来的链表 HeroNode cur = head.next; HeroNode next = null;// 指向当前节点[cur]的下一个节点 HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", ""); //遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead 的最前端 //动脑筋 while(cur != null) { next = cur.next;//先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用 cur.next = reverseHead.next;//将cur的下一个节点指向新的链表的最前端 reverseHead.next = cur; //将cur 连接到新的链表上 cur = next;//让cur后移 } //将head.next 指向 reverseHead.next , 实现单链表的反转 head.next = reverseHead.next; } //查找单链表中的倒数第k个结点 【新浪面试题】 //思路 //1. 编写一个方法，接收head节点，同时接收一个index //2. index 表示是倒数第index个节点 //3. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength //4. 得到size 后，我们从链表的第一个开始遍历 (size-index)个，就可以得到 //5. 如果找到了，则返回该节点，否则返回nulll public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) { //判断如果链表为空，返回null if(head.next == null) { return null;//没有找到 } //第一个遍历得到链表的长度(节点个数) int size = getLength(head); //第二次遍历 size-index 位置，就是我们倒数的第K个节点 //先做一个index的校验 if(index <=0 || index > size) { return null; } //定义给辅助变量， for 循环定位到倒数的index HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2 for(int i =0; i< size - index; i++) { cur = cur.next; } return cur; } //方法：获取到单链表的节点的个数(如果是带头结点的链表，需求不统计头节点) /** * * @param head 链表的头节点 * @return 返回的就是有效节点的个数 */ public static int getLength(HeroNode head) { if(head.next == null) { //空链表 return 0; } int length = 0; //定义一个辅助的变量, 这里我们没有统计头节点 HeroNode cur = head.next; while(cur != null) { length++; cur = cur.next; //遍历 } return length; } } //定义SingleLinkedList 管理我们的英雄 class SingleLinkedList { //先初始化一个头节点, 头节点不要动, 不存放具体的数据 private HeroNode head = new HeroNode(0, "", ""); //返回头节点 public HeroNode getHead() { return head; } //添加节点到单向链表 //思路，当不考虑编号顺序时 //1. 找到当前链表的最后节点 //2. 将最后这个节点的next 指向 新的节点 public void add(HeroNode heroNode) { //因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历 temp HeroNode temp = head; //遍历链表，找到最后 while(true) { //找到链表的最后 if(temp.next == null) {// break; } //如果没有找到最后, 将将temp后移 temp = temp.next; } //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后 //将最后这个节点的next 指向 新的节点 temp.next = heroNode; } //第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置 //(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示) public void addByOrder(HeroNode heroNode) { //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置 //因为单链表，因为我们找的temp 是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了 HeroNode temp = head; boolean flag = false; // flag标志添加的编号是否存在，默认为false while(true) { if(temp.next == null) {//说明temp已经在链表的最后 break; // } if(temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，就在temp的后面插入 break; } else if (temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的heroNode的编号已然存在 flag = true; //说明编号存在 break; } temp = temp.next; //后移，遍历当前链表 } //判断flag 的值 if(flag) { //不能添加，说明编号存在 System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了, 不能加入\n", heroNode.no); } else { //插入到链表中, temp的后面 heroNode.next = temp.next; temp.next = heroNode; } } //修改节点的信息, 根据no编号来修改，即no编号不能改. //说明 //1. 根据 newHeroNode 的 no 来修改即可 public void update(HeroNode newHeroNode) { //判断是否空 if(head.next == null) { System.out.println("链表为空~"); return; } //找到需要修改的节点, 根据no编号 //定义一个辅助变量 HeroNode temp = head.next; boolean flag = false; //表示是否找到该节点 while(true) { if (temp == null) { break; //已经遍历完链表 } if(temp.no == newHeroNode.no) { //找到 flag = true; break; } temp = temp.next; } //根据flag 判断是否找到要修改的节点 if(flag) { temp.name = newHeroNode.name; temp.nickname = newHeroNode.nickname; } else { //没有找到 System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点，不能修改\n", newHeroNode.no); } } //删除节点 //思路 //1. head 不能动，因此我们需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点 //2. 说明我们在比较时，是temp.next.no 和 需要删除的节点的no比较 public void del(int no) { HeroNode temp = head; boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的 while(true) { if(temp.next == null) { //已经到链表的最后 break; } if(temp.next.no == no) { //找到的待删除节点的前一个节点temp flag = true; break; } temp = temp.next; //temp后移，遍历 } //判断flag if(flag) { //找到 //可以删除 temp.next = temp.next.next; }else { System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no); } } //显示链表[遍历] public void list() { //判断链表是否为空 if(head.next == null) { System.out.println("链表为空"); return; } //因为头节点，不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历 HeroNode temp = head.next; while(true) { //判断是否到链表最后 if(temp == null) { break; } //输出节点的信息 System.out.println(temp); //将temp后移， 一定小心 temp = temp.next; } } } //定义HeroNode ， 每个HeroNode 对象就是一个节点 class HeroNode { public int no; public String name; public String nickname; public HeroNode next; //指向下一个节点 //构造器 public HeroNode(int no, String name, String nickname) { this.no = no; this.name = name; this.nickname = nickname; } //为了显示方法，我们重新toString @Override public String toString() { return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]"; } }
