循环队列

队列介绍

• 队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现
• 遵循先进先出
• 数组不做处理,只能使用一次,不能复用
• 可以使用LinkedList来模拟队列 linkedlist.addLast()和 linkedlist.removeFirst()

循环队列思路：

• front变量的含义做一个调整：front指向队列的第一个元素，初始值为0
• rear变量是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作为约定
• 当队列满时，条件时（rear+1)%maxSize == front
• 当队列空时，rear==front
• 队列中有效的数据个数rear+maxSize-front）%maxSize
  
  circleQueue.jpg

public class CircleArrayQueue {
    public static void main(String[] args) {
        CircleQueue queue = new CircleQueue(4);
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while (loop) {
            System.out.println("菜单:");
            System.out.println("输入 a 往队列添加数据");
            System.out.println("输入 g 获取队列数据");
            System.out.println("输入 s 显示队列数据");
            System.out.println("输入 h 显示头数据");
            String str = scan.nextLine();
            char charAt = str.charAt(0);
            switch (charAt) {
                case 'a':
                    System.out.println("输入数据：");
                    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                    queue.addQueue(scanner.nextInt());
                    break;
                case 'g':
                    int queue1 = queue.getQueue();
                    System.out.println("取出的数据为" + queue1);
                    break;
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'h':
                    queue.headQueue();
                    break;
                default:
                    System.out.println("错误操作~~");
                    loop = false;
            }

        }
    }
}

/**
 * 在总数组中预留一个
 * 循环队列思路：
 * - front变量的含义做一个调整：front指向队列的第一个元素，初始值为0
 * - rear变量是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作为约定
 * - 当队列满时，条件时（rear+1)%maxSize == front
 * - 当队列空时，rear==front
 * - 队列中有效的数据个数（rear+maxSize-front）%maxSize
 */
class CircleQueue {
    private int front;//头指针 指向数组的第一个元素
    private int rear;//尾指针 指向数组最后一个元素的后一个位置
    private int[] arr;
    private int maxSize;//最大数组值

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

    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front ;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    public void addQueue(int num) {
        if (isFull()) {
            throw new RuntimeException("队列已满");
        }
        System.out.println("尾指针:"+rear+",数据:"+num);
        arr[rear] = num;
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空");
        }
        int temp = front;
        front = (front + 1) % maxSize;
        return arr[temp];
    }

    //显示队列
    public void showQueue() {
        int length = (rear + maxSize - front) % maxSize; //数据个数
        for (int i = front; i < front + length; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }

    //显示队列的头数据
    public void headQueue() {
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空了，不能在移除~");
        }
        System.out.println(arr[front]);
    }
}