数据结构 - 环形队列

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环形队列图

思路：

1，front变量，初始值为 0，指向队列的第一个元素也是待取出的数据，

也就是说arr[front]是队列的第一个元素

2，rear变量，rear 初始值为 0，指向待添加数据的位置，队列添加数据时，因逻辑上的闭环，指针可能再次回到前面的位置，不能单一递增处理，会出现角标越界异常，需通过取模来重新计算指针的值

3，当队列满时条件是 (rear + 1) % maxsize == front 假如，maxsize 为10，front为0，rear为9 此时队列就满了

4，当队列为空时，条件是 rear == front

5，rear指针指向待添加数据的元素位置，假设队列内部数组的最大容量为maxsize ，当rear指针指向maxsize -1时，实际该位置上并无数据，因此，队列的最大容量只有maxsize -1，即队列的最大有效数据个数为maxsize -1，因为预留一个位置

代码

package com.yifan.linear;import java.util.Scanner;/*** @Author YIFan* @Date 2020/6/11 14:33* @Version 1.0*/
// 数组模拟环形队列  取模考虑的是循环
public class CircleArrayQueue {public static void main(String[] args) {System.out.println("环形队列...........");CircleArrayQueeTest quee = new CircleArrayQueeTest(4);Scanner scanner = new Scanner(System.in);boolean loop = true;while (loop){System.err.println("(s) 显示队列信息");System.err.println("(a) 添加数据到队列");System.err.println("(g) 从队列取出数据");System.err.println("(h) 显示队列头数据");System.err.println("(e) 退出程序");char key = scanner.next().charAt(0);switch (key){case 'e':loop = false;break;case 's':try {quee.showQueue();} catch (Exception e) {System.err.println(e.getMessage());}break;case 'a':try {System.out.println("请输入一个数据添加到队列");int i = scanner.nextInt();quee.addQueue(i);} catch (Exception e) {System.err.println(e.getMessage());}break;case 'g':try {System.out.println("取出:"+quee.getQueue());} catch (Exception e) {System.err.println(e.getMessage());}break;case 'h':try {System.out.println("头数据:"+quee.headQueue());} catch (Exception e) {System.err.println(e.getMessage());}break;}}}}class CircleArrayQueeTest{private int maxSize;//数组的最大容量//front初始值为 0，指向队列的第一个元素也是待取出的数据，private int front;//队列头//rear 初始值为 0，指向待添加数据的位置private int rear;//队列尾private int[] arr;//数组用于存放数据 ,模拟队列//创建队列的构造器public CircleArrayQueeTest(int maxSize){//这里传入 4 则有效数据只有3个 因为设置了一个空的空间this.maxSize = maxSize;arr = new int[maxSize];front = 0;// 指向队列头部 就是 队列头数据的前一个数据rear = 0;// 队列尾部 就是 队列的最后一个数据}// 判断队列是否满public boolean isFull(){return (rear+1) % maxSize == front;}// 判断队列是否为nullpublic boolean isEmpty(){return rear == front;}// 添加数据到队列, 进队列public void addQueue(int num){if(isFull()){throw  new RuntimeException("队列已满,加入不了");}//rear指向待添加数据的位置arr[rear] = num;// rear后移 必须考虑取模 避免越界rear = (rear+1) % maxSize ;}// 获取队列的数据 ,出队列public int getQueue(){if (isEmpty()){throw new RuntimeException("队列为空,不能取值");}//front是指向待取出的数据位置//1,先把front对应的值取出保存到临时变量//2,front后移 避免越界,考虑取模//3,将临时变量返回int temp = arr[front];front = (front+1) % maxSize;return temp;}// 显示队列数据public void showQueue(){if (isEmpty()){throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");}// 从front开始遍历 遍历多少个元素for (int i = front; i < front+size() ; i++) {System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);}}// 显示队列头数据public int headQueue(){if (isEmpty()){throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");}return arr[front];}// 获取队列的有效个数public int size(){return (rear+maxSize-front)%maxSize;}
}

效果图

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