Java数组模拟环形队列

数组模拟环形队列

思路如下:
1.front 变量的含义做一个调整: front 就指向队列的第一个元素, 也就是说arr[front]就是队列的第一个元素 front的初始值=0
2. rear变量的含义做一个调整: rear指向队列的最后一个元素的后一个位置.因为希望空出一个空间做为约定. rear的初始值=0
3.当队列满时，条件是(rear +1) % maxSize= front[满]
4.对队列为空的条件，rear== front空

代码演示

public class CircleArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("测试数组模拟环形队列");
        //给的长度是4 但是实际长度为3  之前预留一个位置
        CircleArray arrayQueue = new CircleArray(4);
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        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):添加数据列表");
            System.out.println("g(get):从队列取出数据");
            System.out.println("h(head):查看队头数据");
            //接收一个字符
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key) {
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int queue = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据是：" + queue);

                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h': //查看队列头的数据
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e': //退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }


        }


    }


    static class CircleArray {
        private int maxSize;//数组最大容量
        private int front;//队列头      初始值为0
        private int rear;//队列尾       初始值为0
        private int arr[];//用于存放数据，模拟队列

        //创建队列的构造器
        public CircleArray(int arraySize) {
            maxSize = arraySize;
            arr = new int[maxSize];
            rear = 0;
            front = 0;
        }

        //判断队列是否满
        public boolean isFull() {
            //如果是返回true，不是返回false
            return (rear + 1) % maxSize == front;
        }

        //判断队列是否为空
        public boolean isEmpty() {
            if (rear == front) return true;
            else return false;
        }

        //入队
        public void addQueue(int n) {
            if (isFull()) {
                System.out.println("队列满，不能加入数据");
                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;
        }

        //出队
        public int getQueue() {
            if (isEmpty()) {
                //通过抛出异常 throw也有return的意思
                throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
            }
            //这里需要分析出front是指向队列的第- -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
            //3.将临时保存的变量返回
            int temp = arr[front];
            //防止越界
            front = (front + 1) & maxSize;
            return temp;
        }


        //显示队列的所有数据
        public void showQueue() {
            if (isEmpty()) {
                System.out.println("队列空，没有数据");
                return;
            }
            for (int i = front; i < getSize(); i++) {
                System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
            }
        }

        //求出当前队列有效数的个数
        public int getSize() {
            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，没有数据");
            }
            return arr[front];
        }
    }

}