队列——使用数组模拟环形队列

一、思路分析

上一篇讲到用数组模拟队列，数组无法复用，下面讲解了用数组模拟环形队列的方法，采用取模的方式，使得数组可以重复使用。

首先先对front和rear的含义做了一个调整，front指向队列的第一个元素，rear指向队列最后一个元素的后一个位置。队列满的条件是(rear +1) % maxSize = front ，其中maxSize表示队列的容量。假如maxSize=10， 牺牲掉一个位置，front = 0,此时若rear = 9，队列就已经满了。队列为空的条件是rear == front 。另外与上一篇不同的是，这里的位置都不是绝对位置，而是需要%maxSize。

二、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
        // 测试数组模拟环形队列的案例
        //创建一个队列
        CircleArray circleQueue = new CircleArray(4);
        char key = ‘ ‘; //接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); //扫描器
        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‘:
                circleQueue.showQueue();
                break;
            case ‘a‘:
                System.out.println("请输入一个数据：");
                int value = scanner.nextInt();
                circleQueue.addQueue(value);
                break;
            case ‘g‘:
                try {
                    int res = circleQueue.getQueue();
                    System.out.printf("取出的数据为：%d\n",res);
                }catch(Exception e) {
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                break;
            case ‘h‘:
                try {
                    int res = circleQueue.headQueue();
                    System.out.printf("队列头的数据为：%d\n",res);
                }catch(Exception e) {
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                break;
            case ‘e‘:
                scanner.close();
                loop = false;
                System.out.println("程序退出");
                break;

            }

        }

    }    

}

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
    //front 的初始值 = 0
    private int front; //队列头

    // rear 变量的含义做一个调整：rear指向队列最后一个元素的后一个位置，希望预留一个空位作为约定
    private int rear;  //队列尾
    private int[] arr; //该数组用于存放数据，模拟队列

    //创建队列的构造器
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];

    }    

    //判断队列是否已满
    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) {
        // 判断队列是否已满
        if(isFull()) {
            System.out.println("队列满，不能加入");
            return;
        }
        arr[rear] = n;
        rear = (rear+1)% maxSize; //让rear后移

    }

    //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");
        }
        int value = arr[front];
        front = (front+1) % maxSize;  //让front后移
        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;
        }
        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() {
        return (rear+maxSize-front) % maxSize;
    }
    //显示队列的头数据，注意不是取出数据
    public int headQueue() {
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空的，没有数据");
        }
        return arr[front % maxSize];
    }

}

原文地址：https://www.cnblogs.com/Trista-0520/p/12266097.html