数据结构之数组模拟环形队列（Java实现）

分析说明：

1) 尾索引的下一个为头索引时表示队列满，即将队列容量空出一个作为约定,这个在做判断队列满的

时候需要注意 (rear + 1) % maxSize == front 满]

2) rear == front [空]

3) 分析示意图:

 

代码实现

 

package com.zhenghuan.queue;
/*
front变量：指向队列的第一个元素，即arr[front]为队列的第一个元素，front的初始值为0；
rear变量：指向队列最后一个元素的后一个位置
判断满：（rear+1）%maxsize=front
判断空：rear=front
队列中有效数据的个数：(rear+maxsize-front)%maxsize     rear=1 max=0
 */

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayAueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试一把
        //创建一个队列
        CircleArray arrayQueue=new CircleArray(4);//其队列有效数据最大是3
        char key=' ';//接受用户输入
        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);//接受一个字符
            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 res=arrayQueue.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=arrayQueue.headQueue();
                    System.out.printf("队列头的数据是%d\n",res);
                }catch (Exception e){
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                    break;
                case 'e'://退出
                    scanner.close();
                    loop=false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");

    }
}
class CircleArray{
    private int maxsize;//表示数组最大容量
    private int front;
    //front变量：指向队列的第一个元素，即arr[front]为队列的第一个元素，
    // front的初始值为0；
    private int rear;
    //rear变量：指向队列最后一个元素的后一个位置
    // rear的初始值为0；
    private int[] arr;//该数组用于存放数据，模拟队列

    public CircleArray(int arrMaxSize){
        maxsize=arrMaxSize;
        arr=new int[maxsize];
        front=0;rear=0;
    }
    public boolean isFull(){//判断队列是否满了
        return (rear+1)%maxsize==front;
    }
    public boolean isEmpty(){//判断是否为空
        return rear==front;
    }
    public void addQueue(int n){//添加数据
        if (isFull())
            throw new RuntimeException("环形队列已满，无法加入");
        //arr[rear++]=n;   这样不严谨，rear必须取模
        arr[rear]=n;
        rear=(rear+1)%maxsize;
    }
    public int getQueue(){
        if (isEmpty())
            throw new RuntimeException("环形队列为空，无法取出");
        /*
        这里需要分析出front是指向队列第一个元素
        ①将front对应值保存到临时变量 ②将front后移 ③返回临时保存的变量
         */
        int value=arr[front];
        front=(front+1)%maxsize;
        return value;
    }
    public int Size(){//显示当前队列有效数据元素个数
        return (rear+maxsize-front)%maxsize;
    }
    public void showQueue(){
        if (isEmpty())
            System.out.println("环形队列为空，无法取出");
        else {
            //从front开始遍历，确定遍历maxsize个元素
            for (int i=front;i<front+Size();i++){
                System.out.printf("arr[%d]=%d\t",i%maxsize,arr[i%maxsize]);
            }
        }

    }
    public int headQueue(){
        if (isEmpty())
            throw new RuntimeException("环形队列为空，无法取出");
        return arr[front];
    }
}