算法——【队列】——用数组模拟环形队列

什么是环形队列

见图如字

为什么使用环形队列

学过普通队列的同学们都知道，普通的顺序存储的队列在取出数据之后front指针要后移，那么前面的空间就会被浪费掉，这时候就像循环链表一样，做一个环形队列即可解决此麻烦。

环形队列与普通队列的区别

1.普通队列不能重复使用已用过的废弃内存，环形队列可以使用。
2.在入队、出队时代码有所不同。

实现代码

package com.practise.arrayqueue;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueue {
    //队列数据数组
    int  arr[];
    //头指针
    //初始值为0，指向队列第一个元素
    int front;
    //尾指针
    //初始值为0，指向队列最后一个元素的后一个
    int rear;
    //队列最大长度
    int maxSize;

    //构造函数，传入队列最大值
    public CircleArrayQueue(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队满
    public boolean isFull(){
        //队头队尾指针差1
        System.out.println(rear);
        System.out.println(front);
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    //判断队空
    public boolean isEmpty(){
        //队尾=队头
        return front == rear;
    }

    //入队操作
    public void addQueue(int n){
        //判断队列是否满
        if(isFull()){
            System.out.println("队列满，不能加入数据！");
            return;
        }
        //队尾处赋值
        arr[rear] = n;
        //让rear后移
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    //获取队列数据
    public int getQueue(){
        //判断队空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据！");
        }
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    //显示所有队列数据
    public void showQueue(){
        //判断队空
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列空，不能取数据！");
            return;
        }
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
        }
    }

    public int size(){
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    //显示队头数据
    public int headQueue(){
        //判空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据！");
        }
        return arr[front];
    }

    public static void main(String[] args) {
        CircleArrayQueue circleArrayQueue = new CircleArrayQueue(3);
        //用户输入
        char key = ' ';
        //创建Scanner
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        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):查看队列头数据");
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    circleArrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    circleArrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try{
                        int res = circleArrayQueue.getQueue();;
                        System.out.printf("取出的数据是：%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = circleArrayQueue.headQueue();
                        System.out.printf("头部的数据是：%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出-----");
    }
}