Java 数组模拟 循环队列

利用一维数组 模拟循环队列的 添加数据 查看数据 获取数据 等基本功能

循环队列和队列类似都是遵循"先进先出"的原则,循环队列的利用率更高

为充分利用向量空间，克服"假溢出"现象的方法是：将向量空间想象为一个首尾相接的圆环，并称这种向量为循环向量。存储在其中的队列称为循环队列（Circular Queue）。

循环队列是把顺序队列首尾相连，把存储队列元素的表从逻辑上看成一个环，成为循环队列。

class CircleArrayQueue {
    private int head;     //指向数组头部的前一个元素
    private int rear;     //指向数组的尾部
    private int maxSize;  //数组的最大容量
    private int[] arr;    //存放数据的数组

    public CircleArrayQueue(int maxsize) {
        //有一个位置（动态变化的）被预留出来。  所以实际村的数据是maxSize-1个
        maxSize = maxsize;
        head = 0;
        rear = 0;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队列是不是已经满了
    public boolean isFull() {
        if((rear+1)%maxSize == head ) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        if (rear == head) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    //向队列中添加数据
    public void addQueue(int data) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列数据已满，添加失败。");
            return;
        }
        arr[rear]=data;
        rear=(rear+1)%maxSize;
        System.out.println("添加数据，成功");
    }

    //从队列中取出数据
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，取数据失败");
        }
        int value=arr[head];
        head=(head+1)%maxSize;
        return value;
    }

    //显示队列中所有的数据
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，显示数据失败");
            return;
        }
        //head  为队列的头
        //head+(rear+maxSize-head)%maxSize    为从队列头往后，有几个有效元素
        for (int i=head;i<head+(rear+maxSize-head)%maxSize;i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
        }
    }
    //返回队列的头部数据
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("对了为空，显示失败");
        }
        return arr[head];
    }
}

可以用下面的主方法进行测试

import java.util.Scanner;
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        //写的最大元素是4，但实际最多只能保存3个元素。因为有一个位置（动态变化的）被预留出来。
        CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(6);
        char c=' ';
        boolean loop=true;
        while(loop){
            System.out.println("s(show)表示显示所有数据");
            System.out.println("a(add)添加一个数据");
            System.out.println("g(get)获取头部数据");
            System.out.println("h(head)查看头部数据");
            System.out.println("e(exit)退出程序");
            c = scanner.next().charAt(0);
            switch (c){
                case 'a':
                    System.out.printf("请输入一个需要添加的数字：");
                    int i = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(i);
                    break;
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int queue1 = queue.getQueue();
                        System.out.println(queue1);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try{
                        int i1 = queue.headQueue();
                        System.out.println(i1);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    System.out.println("程序退出成功！");
                    loop=false;
                    break;
                default:
                    System.out.println("输入有误,请重新输入");
            }
            System.out.println("-------------------");
        }

    }
}