简单队列之循环实现

上一博客内容写了一个简单队列,但是这个队列是一个一次性的队列。实用性几乎为0,只能作为参考

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循环队列的思考图:

简单队列之循环实现

 

 思路如下:

1.front变量的含义做一个调整:front就是指向队列的第一个元素,就是说arr[front]就是队列的第一个元素,front的初始值=0

2.rear变量的含有做一个调整:rear是指向队列最后一个元素的后一个位置,因为希望空出一个空间作为约定,rear的初始值=0(队列为空时 front==rear ==0,添加一个元素进入队列时 front =0 ,元素的索引为0,rear尾指针指向的位置是1)

3.当队列满时,条件是(rear +1)% maxSize == front  (如果队列满了 rear+1 其实就是front的位置,因为rear是累加的,没有重置为0,所以就对maxSize取余数==front)

4.当队列为空的条件 ,rear==front

5.队列中有效数据的个数(rear+maxSize-front)%maxSize

满足以上几点就可以得到一个环形队列

public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(4);
        boolean loop = true; //循环调用,使程序不得退出
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        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):取出队列数据");
            System.out.println("h(head):查出队列头数据");
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'e':
                    System.out.println("程序退出");
                    scanner.close();
                    loop=false;
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入需要添加进队列的值");
                    int n = scanner.nextInt();
                    try {
                        queue.addQueue(n);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int value = queue.peak();
                        System.out.printf("从队列中取出的值为:%d\n",value);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int i = queue.showHead();
                        System.out.printf("队列头的数据为:%d\n",i);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~~");
    }
}

class CircleArrayQueue {
    private int maxSize; //队列的最大容量
    private int front; //指针:指向队列的头部,指向队列的第一个值
    private int rear; //指针:指向队列的尾部,指向队列最后一个值的+1
    private int[] arr; //数组容器

    public CircleArrayQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;   //当头指针和尾指针的大小相等时,队列为空
    }


    //判断队列是否已满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front; //rear指向的是队列的最后一个值+1
    }

    //往队列里添加数据
    public void addQueue(int n) {
        if (isFull()) {
            throw new RuntimeException("队列已满");
        }
        arr[rear] = n;
        rear = (rear + 1) % maxSize; //防止数组下标越界
    }

    //取出数据
    public int peak() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列已空");
        }
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;//防止数组下标越界
        return value;
    }


    //显示队列所有的数据
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列已空");
        }
        for (int i = front; i < front + size(); i++) { //从头部开始展示数据
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }
    //队列中有效数字个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    //显示队列头数据,注意不是取数据
    public int showHead() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列已空");
        }
        return arr[front];
    }

}

 

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