Java循环队列

简介: Java循环队列



一、循环队列

队列:只能在一端进行插入数据操作,另一端进行删除数据操作的特殊线性表,是一种先进先出的存储结构

插入操作的一端为队尾,删除操作的一端为队头

在线性队列中,一旦队列满了,即使队列的前面有空间,我们也不能插入下一个元素,这时,我们可以使用循环队列,来使用这些空间存储新的值

循环队列: 队头和队尾相连接的队列

二、设计循环队列

我们使用数组来实现循环队列,通过构造器,来创建队列,并设置队列的大小为n

class MyCircularQueue {
    private int[] elem;
    private int front;
    private int rear;
    private int size;
    public MyCircularQueue(int n) {
        elem = new int[n+1];
        front = rear = 0;
        size = n + 1;
    }
}

在创建队列时,我们预留一个空间,以便判断队列满和计算队列元素个数

判断循环队列是否为空

当队头和队尾指向同一位置时,队列是空的

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

判断循环队列是否已满

若队尾的下一个位置是队头,那么循环队列已满

当rear指向最后一个位置时,+1会造成越界,此时我们通过取余(%),让其指向0位置处

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

添加数据

首先判断队列是否已满,若已满,添加失败,返回false,若没有,则在队尾rear位置添加数据,并将rear向后移动

public boolean enQueue(int value) {
    //判断队列是否满
    if(isFull()){
        return false;
    }else {
        elem[rear] = value;
        rear = (rear+1)%size;
        return true;
    }
}

删除数据

首先判断队列是否为空,若为空,删除失败,返回false,若不为空,则将front向后移动

public boolean deQueue() {
        //队列是否为空
        if(isEmpty()){
            return false;
        }else {
            front = (front + 1) % size;
            return true;
        }
    }

获取队头元素

首先判断队列是否为空,若为空,队列中无元素,抛出异常,若不为空,返回队头元素,并将front向后移动

public int getFront() {
    if(isEmpty()){
        throw new RuntimeException("队列为空,无元素!");
    }else {
        int val = elem[front];
        front = (front + 1) % size;
        return val;
    }
}

计算队列中元素个数

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

完整代码

class MyCircularQueue {
    private int[] elem;
    private int front;
    private int rear;
    private int size;
    public MyCircularQueue(int n) {
        elem = new int[n+1];
        front = rear = 0;
        size = n + 1;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }
    public boolean isFull() {
        return ((rear+1)%size == front);
    }
    public boolean enQueue(int value) {
        //判断队列是否满
        if(isFull()){
            return false;
        }else {
            elem[rear] = value;
            rear = (rear+1)%size;
            return true;
        }
    }
    public boolean deQueue() {
        //队列是否为空
        if(isEmpty()){
            return false;
        }else {
            front = (front + 1) % size;
            return true;
        }
    }
    public int getFront() {
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空,无元素!");
        }else {
            int val = elem[front];
            front = (front + 1) % size;
            return val;
        }
    }
    public int size(){
        return (rear + size - front) % size;
    }
}
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