Java语言实现一个循环队列

环境

  • jdk8

顺序存储实现一个循环队列,队列空或者队列满了之后,抛出异常。

实现循环队列

队列内部结构

队列中需要front指向队头元素,rear指向队尾元素的下一个位置,当

初始化的时候,队头front和队尾rear都指向0的位置。

    /**
     * 阻塞队列
     *
     */
   class BlockQueue<T>{
        private Object[] data;
        private int maxSize;
        private int front;
        private int rear;

         /**
         * 初始化方法
         * @param maxSize
         */
        public BlockQueue(int maxSize) {
            this.maxSize = maxSize;
            this.data = new Object[maxSize];
            this.front = 0;
            this.rear = 0;
        }
        // add()方法位置
        // remove方法位置
 }

队列入队方法

循环队列判断队列满的条件(rear+1)%maxSize == font,如果队列满,抛出异常。

        /**
         * 入队
         * @param element
         */
        public void add(T element) throws Exception {
            // 判断队列满,队列元素满就抛出异常
            boolean isFull = (rear + 1) % maxSize == front;
            if (isFull) {
                throw new Exception("Queue is full");
            }
            data[rear] = element;
            rear = (rear+1)%maxSize;

            printQueue();
        }

队列出队方法

判断队列为空的条件是 front == rear

        /**
         * 移除元素
         */
        public T remove() throws Exception {
            // 判断队列非空,队列空则抛出异常
            if (front == rear) {
                throw new Exception("Queue is empty");
            }
            Object element = data[front];
            data[front] = null;
            front = (front + 1) % maxSize;

            printQueue();
            return (T) element;
        }

测试用例

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BlockQueue<Integer> queue = new BlockQueue<Integer>(4);
        queue.add(0);
        queue.add(1);
        queue.remove();
        queue.add(2);
        queue.add(3);
        queue.add(4);
        queue.remove();
    }

        /**
         * 打印队列中的元素
         */
        public void printQueue() {
            for (int i = 0; i < data.length; i++) {
                System.out.print(data[i] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

完整实现代码

/**
 * 创建一个阻塞队列
 * @author wei youchen
 */
public class QueueDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BlockQueue<Integer> queue = new BlockQueue<Integer>(4);
        queue.add(0);
        queue.add(1);
        queue.remove();
        queue.add(2);
        queue.add(3);
        queue.add(4);
    }

    /**
     * 阻塞队列
     *
     */
    static class BlockQueue<T>{
        private Object[] data;
        private int maxSize;
        private int front;
        private int rear;

        /**
         * 初始化方法
         * @param maxSize
         */
        public BlockQueue(int maxSize) {
            this.maxSize = maxSize;
            this.data = new Object[maxSize];
            this.front = 0;
            this.rear = 0;
        }

        /**
         * 入队
         * @param element
         */
        public void add(T element) throws Exception {
            // 判断队列满,队列元素满就抛出异常
            boolean isFull = (rear + 1) % maxSize == front;
            if (isFull) {
                throw new Exception("Queue is full");
            }
            data[rear] = element;
            rear = (rear+1)%maxSize;

            printQueue();
        }

        /**
         * 移除元素
         */
        public T remove() throws Exception {
            // 判断队列非空,队列空则抛出异常
            if (front == rear) {
                throw new Exception("Queue is empty");
            }
            Object element = data[front];
            data[front] = null;
            front = (front + 1) % maxSize;

            printQueue();
            return (T) element;
        }

        /**
         * 打印数组中的元素
         */
        public void printQueue() {
            for (int i = 0; i < data.length; i++) {
                System.out.print(data[i] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

}

此外,循环队列还有一种实现方式,队列的内部结构增加一个属性——队列的长度length, 在出队和入队的时候,length做相应的加减,改判断栈空和栈满的条件是length大小,下面是此种实现方式的完整代码:

第二种实现方式


/**
 * 实现循环队列方式2
 *
 * @author wei youchen
 */
public class QueueDemo2 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        QueueDemo.BlockQueue<Integer> queue = new QueueDemo.BlockQueue<Integer>(4);
        queue.add(0);
        queue.add(1);
        queue.remove();
        queue.add(2);
        queue.add(3);
        queue.add(4);
    }

    /**
     * 阻塞队列
     *
     */
    static class BlockQueue<T>{
        private Object[] data;
        private int maxSize;
        private int front;
        private int rear;
        private int length;

        /**
         * 初始化方法
         * @param maxSize
         */
        public BlockQueue(int maxSize) {
            this.maxSize = maxSize;
            this.data = new Object[maxSize];
            this.front = 0;
            this.rear = 0;
            this.length = 0;
        }

        /**
         * 入队
         * @param element
         */
        public void add(T element) throws Exception {
            // 判断队列满,队列元素满就抛出异常
            if (length!=maxSize) {
                throw new Exception("Queue is full");
            }
            data[rear] = element;
            rear = (rear+1)%maxSize;
            length++;
            printQueue();
        }

        /**
         * 移除元素
         */
        public T remove() throws Exception {
            // 判断队列非空,队列空则抛出异常
            if (length != 0) {
                throw new Exception("Queue is empty");
            }
            Object element = data[front];
            data[front] = null;
            front = (front + 1) % maxSize;
            length--;
            printQueue();
            return (T) element;
        }

        /**
         * 打印数组中的元素
         */
        public void printQueue() {
            for (int i = 0; i < data.length; i++) {
                System.out.print(data[i] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

参考资料

  • 大话数据结构
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