一、问题引出
原来的,数组模拟队列,使用一次之后就不能用了,没有达到复用的目的。将队列进行取模,从而,形成一个环形队列。
队列,与环形队列的区别,队列的front指针,指向第一个元素的,前一个位置。而环形队列front指针,指向第一个元素位置。队列的rear指针,指向队列的,最后一个位置。而环形队列的rear指针,指向环形队列最后一个元素的,后一个位置。空出一个位置作为约定(预留空间)
图例:
二、重要代码解析
判满和判空的条件: 当(rear+1)%maxSize==front 时队列为满
当rear=3,(3+1)%4=0 front=0 队列满
当rear==front队列为空
rear与front相等,也就是头指针,与尾指针重合,代表没有元素,队列为空
求当前元素个数
(rear+maxSize-front)%maxSize
参看以下图例
图例:
三、代码实现:
package linkedlist;
import java.util.Scanner;
/**
* @author shkstart
* @create 2021-08-05 10:29
*/
public class CircleArrayDemo{
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
queue.showQueue();
queue.addQueue(1);
queue.showQueue();
queue.getQueue();
queue.showQueue();
}
}
//环形数组模拟环形队列类
class CircleArray{
private int maxSize;//数组的最大容量
//front指向队列的第一个元素,arr[front]就是队列的第一个元素
//front的初始值=0
private int front;
//rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置,留出一个空间做约定
//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
//构造器
public CircleArray(int arrMaxSize) {
this.maxSize = arrMaxSize;
arr=new int[maxSize];
}
//判满
public boolean isFull(){
return (rear+1)%maxSize==front;
}
//判空
public boolean isEmpty(){
return rear==front;//最后将一个位置和第一个位置重合,代表环形队列没有数据
}
//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("队列已满");
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(){
//判断队列是否为空
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列为空");
}
//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(){
//判空
if(isEmpty()){
System.out.println("队列为空");
return;
}
//思路:从front开始遍历,遍历多少个元素
for (int i = front; i < front+size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
}
}
//求当前元素的个数
public int size(){
//rear=2
//front=1
//maxsize=3
return (rear+maxSize-front)%maxSize;
}
//显示队列的头数据,不是取出数据
public int headQueue(){
if(isEmpty()){
System.out.println("队列为空");
}
return arr[front];
}
}