java中使用數組實現環形隊列

思路分析：

1. front 變量的含義做一個調整： front 就指向隊列的第一個元素, 也就是說 arr[front] 就是隊列的第一個元素

front 的初始值 = 0

2. rear 變量的含義做一個調整：rear 指向隊列的最后一個元素的后一個位置. 因為希望空出一個空間做為約定

rear 的初始值 = 0

3. 當隊列滿時，條件是 (rear + 1) % maxSize == front 【滿】

4.隊列為空的條件， rear == front 空

5. 當我們這樣分析， 隊列中有效的數據的個數 (rear + maxSize – front) % maxSize // rear = 1 front = 0

6. 我們就可以在原來的隊列上修改得到，一個環形隊列

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代碼實現：

import java.util.Scanner; public class CircleArrayQueueDemo { 	public static void main(String[] args) { 		//測試一把 		System.out.println("測試數組模擬環形隊列的案例~~~"); 		// 創建一個環形隊列 		CircleArray queue = new CircleArray(4); //說明設置4, 其隊列的有效數據最大是3 		char key = ' '; // 接收用戶輸入 		Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 		boolean loop = true; 		// 輸出一個菜單 		while (loop) { 			System.out.println("s(show): 顯示隊列"); 			System.out.println("e(exit): 退出程序"); 			System.out.println("a(add): 添加數據到隊列"); 			System.out.println("g(get): 從隊列取出數據"); 			System.out.println("h(head): 查看隊列頭的數據"); 			key = scanner.next().charAt(0);// 接收一個字符 			switch (key) { 			case 's': 				queue.showQueue(); 				break; 			case 'a': 				System.out.println("輸出一個數"); 				int value = scanner.nextInt(); 				queue.addQueue(value); 				break; 			case 'g': // 取出數據 				try { 					int res = queue.getQueue(); 					System.out.printf("取出的數據是%dn", res); 				} catch (Exception e) { 					// TODO: handle exception 					System.out.println(e.getMessage()); 				} 				break; 			case 'h': // 查看隊列頭的數據 				try { 					int res = queue.headQueue(); 					System.out.printf("隊列頭的數據是%dn", res); 				} catch (Exception e) { 					// TODO: handle exception 					System.out.println(e.getMessage()); 				} 				break; 			case 'e': // 退出 				scanner.close(); 				loop = false; 				break; 			default: 				break; 			} 		} 		System.out.println("程序退出~~"); 	} } class CircleArray { 	private int maxSize; // 表示數組的最大容量 	//front 變量的含義做一個調整： front 就指向隊列的第一個元素, 也就是說 arr[front] 就是隊列的第一個元素  	//front 的初始值 = 0 	private int front;  	//rear 變量的含義做一個調整：rear 指向隊列的最后一個元素的后一個位置. 因為希望空出一個空間做為約定. 	//rear 的初始值 = 0 	private int rear; // 隊列尾 	private int[] arr; // 該數據用于存放數據, 模擬隊列 	public CircleArray(int arrMaxSize) { 		maxSize = arrMaxSize; 		arr = new int[maxSize]; 	} 	// 判斷隊列是否滿 	public boolean isFull() { 		return (rear  + 1) % maxSize == front; 	} 	// 判斷隊列是否為空 	public boolean isEmpty() { 		return rear == front; 	} 	// 添加數據到隊列 	public void addQueue(int n) { 		// 判斷隊列是否滿 		if (isFull()) { 			System.out.println("隊列滿，不能加入數據~"); 			return; 		} 		//直接將數據加入 		arr[rear] = n; 		//將 rear 后移, 這里必須考慮取模 		rear = (rear + 1) % maxSize; 	} 	// 獲取隊列的數據, 出隊列 	public int getQueue() { 		// 判斷隊列是否空 		if (isEmpty()) { 			// 通過拋出異常 			throw new RuntimeException("隊列空，不能取數據"); 		} 		// 這里需要分析出 front是指向隊列的第一個元素 		// 1. 先把 front 對應的值保留到一個臨時變量 		// 2. 將 front 后移, 考慮取模 		// 3. 將臨時保存的變量返回 		int value = arr[front]; 		front = (front + 1) % maxSize; 		return value; 	} 	// 顯示隊列的所有數據 	public void showQueue() { 		// 遍歷 		if (isEmpty()) { 			System.out.println("隊列空的，沒有數據~~"); 			return; 		} 		// 思路：從front開始遍歷，遍歷多少個元素 		for (int i = front; i < front + size() ; i++) { 			System.out.printf("arr[%d]=%dn", i % maxSize, arr[i % maxSize]); 		} 	} 	// 求出當前隊列有效數據的個數 	public int size() { 		// rear = 2 		// front = 1 		// maxSize = 3  		return (rear + maxSize - front) % maxSize;    	} 	// 顯示隊列的頭數據， 注意不是取出數據 	public int headQueue() { 		// 判斷 		if (isEmpty()) { 			throw new RuntimeException("隊列空的，沒有數據~~"); 		} 		return arr[front]; 	} }

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