循环队列讲解,以及Java实现代码

简介: 循环队列讲解,以及Java实现代码

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 本章讲解内容:循环队列 的讲解     →栈与队列的讲解


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 使用编译器:IDEA

一.循环队列概念

       在学习循环队列前,我们应该学会队列知识,知识可查看: 队列的知识 。循环队列可以理解为一个圆圈,首尾相连。


image.png

解析,top为队头,rear为队尾。

元素进队时,赋值给rear指针的区域,然后rear指针移动到下一区域。                      

元素出队时,top指针向前移动一位。


二.队满和队空的情况


队空:队列里无元素的情况,也就是还未有元素进队列,又或者元素全部出队。


image.png


图一,循环队列中并无元素,当top和rear共同指向时,无元素,为队空。


图二, 同样top和rear指针相遇,可是循环队列中却全有元素。


注:因此为区别这两种情况,规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素,当循环队列中只剩下一个空存储单元时,队列就已经满了。


队满情况:当循环队列中只剩下一个空存储单元时,队列就已经满了。如下图


image.png




结论:队列空:front==rear;            队列满:(rear+1)%N==front;


       队列元素个数:(rear – front + N)%N         N为队列长度、front为头结点、rear为尾结点


三.代码的实现


我们使用数组实现循环队列。

class ArrayQueue1 {
    private int MaxSize; //数组长度
    private int front;    //头结点
    private int rear;    //尾结点
    private int[] arr;
    //创建队列的构造器
    public ArrayQueue1(int maxSize) {
        MaxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = 0;
        rear = 0;
    }
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % MaxSize == front;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }
    public void addQueue(int n) {
        //判断队列满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列满,不能加入数据");
            return;
        }
        arr[rear] = n;
        rear = (rear + 1) % MaxSize;
    }
    // 获取队列的数据
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
          return -1;
        }
        // front 指向队列的第一个元素
        // front 后移
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % MaxSize;
        return value;
    }
    //显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        //遍历
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空");
            return;
        }
        // 从front开始遍历
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % MaxSize, arr[i % MaxSize]);
        }
    }
    // 显示队列的头数据,不是取出数据
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
           System.out.println("队列为空");
            return;
        }
        return arr[front];
    }
    //求出当前队列有效数据
    public int size() {
        return (rear + MaxSize - front) % MaxSize;
    }
}


总结


循环队列很简单,相当于一条队伍围成一个圈。关键在于求队列长度、队列是否满、是否为空时,求算方法不同。

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