文章目录
- 开头
- 代码地址
- 引子
- 案例
- 分析
- 代码
- 队列
- 封装
- 升级
- 演示
开头
各位好！本人在看《啊哈算法》，写的确实不错。
但略微遗憾的是，书籍示例代码是c语言，不是本人常用的Java。
那就弥补遗憾，说干就干，把这本书的示例语言用java过一遍， 顺便附上自己的一些理解！
于是就有了本篇博客，本篇博客主要是讲常见数据结构的一种：队列。
来不及买纸质书但又想尽快感受算法魅力的童鞋也甭担心，电子版的下载链接已经放到下方了，可尽情下载。
链接：https://pan.baidu.com/s/1imxiElcCorw2F-HJEnB-PA?pwd=jmgs
提取码：jmgs
代码地址
本文代码已开源：
git clone https://gitee.com/guqueyue/my-blog-demo.git
请切换到gitee分支，
然后查看aHaAlgorithm模块下的src/main/java/com/guqueyue/aHaAlgorithm/chapter_2_StackAndChainTable即可！
引子
案例
在书中，作者直接给出了一个案例来引出队列这个概念：
新学期开始了，小哈是小哼的新同桌（小哈是个小美女哦~），小哼向小哈询问QQ号，小哈当然不会直接告诉小哼啦，原因嘛你懂的。所以小哈给了小哼一串加密过的数字，同时小哈也告诉了小哼解密规则。
规则是这样的：首先将第1个数删除，紧接着将第2个数放到这串数的末尾，再将第3个数删除并将第4个数放到这串数的末尾，再将第5个数删除……直到剩下最后一个数，将最后一个数也删除。按照刚才删除的顺序，把这些删除的数连在一起就是小哈的QQ啦。
现在你来帮帮小哼吧。小哈给小哼加密过的一串数是“6 3 1 7 5 8 9 2 4”。
分析
那么，如何通过抽象化的编程来解决这个具体化的问题呢？
其实很简单，只需要三步即可！！！
- 首先，我们需要声明一个数组用来存储QQ号，这里其实我们就是用数组来模拟队列。
- 其次，我们要运用双指针的思想，声明一个头指针和一个尾指针。头指针指向队列头部，尾指针指向队列尾部后一位。
- 然后，我们只需要一直执行第一个元素出队并打印，下一个元素出队并入队的操作，直至两个指针相遇即队列为空便可。
下面是整体的流程图：
代码
根据上文的分析，我们不难编写出以下代码：
package com.guqueyue.aHaAlgorithm.chapter_2_StackAndChainTable;
/**
* @Author: guqueyue
* @Description: 解密QQ - 本质是以数组模拟队列
* @Date: 2024/1/11
**/
public class DecodeQQ {
public static void main(String[] args) {
// 加密过的qq号
int[] qq = {6, 3, 1, 7, 5, 8, 9, 2, 4};
// 创建一个长度为101的队列
int[] queue = new int[101];
// 初始化队列：头指针head指向队列头部，尾指针tail指向队列尾部后一位
int head = 0, tail = 0;
// 初始化队列：tail为尾指针，指向队列尾部后一位
for (int num : qq) {
queue[tail++] = num;
}
// 破解qq号
while (head < tail) { // 队列不能为空
// 打印队首并出队
System.out.print(queue[head++] + " ");
// 将队首的数字放到队尾
queue[tail++] = queue[head++];
}
System.out.println();
}
}
运行代码，可得：
队列
在上文中，我们看似用的是 数组 和 双指针的方法，其实我们运用的是队列的思想。
当然，用链表也能实现栈，这里我们就不讲了。
队列，顾名思义，就是跟排队一样，先到的人先买票，后到的人后买票：
也就是说，队列只有两种操作：
- 队首的人出队
- 新来的人入队
这里面有一个非常重要的核心概念 - FIFO(First In First Out) - 先进先出。
与之对应的我们后面要讲到的栈，它是先进后出。队列和栈可以说是算法里面比较核心的两种数据结构了，不容小视。
封装
为了方便使用，减少重复性代码，我们可以专门封装一个队列类：
package com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity;
/**
* @Author: guqueyue
* @Description: 队列类 - 通过数组实现
* @Date: 2024/1/11
**/
public class Queue {
public int[] data = new int[1001]; // 数组，用来储存内容
public int head; // 队首
public int tail; // 队尾
@Override
public String toString() {
String str = "";
int head = this.head, tail = this.tail;
while (head < tail) {
str += data[head++] + " ";
}
str += "\n";
return str;
}
}
这里主要有三个核心：
- 用来存储元素的数组
- 队首指针
- 队尾指针
然后，跟原书不同的是：为了方便输出队列元素，我们还重写了队列类的toString()方法。
这样的话，我们使用队列，只需要创建一个队列对象。
出队只需要将队首指针+1，入队只需要根据队尾指针进行赋值操作，然后再将队尾指针+1即可。
如下代码，我们创建一个队列，将元素3入队，再出队为：
Queue queue = new Queue(); // 创建队列
queue.data[queue.tail++] = 3; // 将3入队
queue.head++; // 再将3出队
升级
我们运用队列封装类，可以给上文的案例代码进行如下改装：
package com.guqueyue.aHaAlgorithm.chapter_2_StackAndChainTable;
import com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity.Queue;
import java.util.Scanner;
/**
* @Author: guqueyue
* @Description: 队列演示
* @Date: 2024/1/11
**/
public class QueueTest {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("你要输入几个数？：");
int n = scanner.nextInt();
// 初始化队列
Queue queue = new Queue();
System.out.printf("清输入%d个数，中间用空格隔开，再回车：", n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
queue.data[queue.tail++] = scanner.nextInt();
}
System.out.print("解密后的qq号为：");
while (queue.head < queue.tail) { // 队列不为空，则循环
// 打印队首并出队
System.out.print(queue.data[queue.head++] + " ");
// 将队首移到队尾
queue.data[queue.tail++] = queue.data[queue.head++];
}
System.out.println(); // 换行
}
}
演示
运行代码，控制台输入，可得：
最后，放一段作者的吐槽：
队列的起源已经无法追溯。在还没有数字计算机之前，数学应用中就已经有对队列的记载了。
我们生活中队列的例子也比比皆是，比如排队买票，又或者吃饭时候用来排队等候的叫号机，又或者拨打银行客服选择人工服务时，每次都会被提示“客服人员正忙，请耐心等待”，因为客服人员太少了，拨打电话的客户需要按照打进的时间顺序进行等候等等。
这里表扬一下肯德基的宅急送，没有做广告的嫌疑啊，每次一打就通，基本不需要等待。
但是我每次打银行的客服（具体是哪家银行就不点名了）基本都要等待很长时间，总是告诉我“正在转接，请稍候”，嘟嘟嘟三声
后就变成“客服正忙，请耐心等待！”然后就给我放很难听的曲子。看来钱在谁那里谁就是老大啊……
