行有不得，反求诸己

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！！！

1. 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。
2. 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。
3. 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：

1. 队首的人出队
2. 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@Overridepublic 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：

1. 用来存储元素的数组
2. 队首指针
3. 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……