循環隊列(數組實現)

數據結構：循環隊列(數組實現)

首先準備基本類

class CircleArray {
    private int maxSize; //表示隊列的最大容量
    //front 就指向隊列的第一個元素，也就是說arr[front]
    //front 初始值 0
    private int front;
    //rear 指向隊列的最後一個元素的後一個位置
    //rear 的初始值 0
    private int rear;
    private int[] arr; //用於存儲數據，模擬隊列

    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        this.maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }
}

入隊

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;
        //讓rear後移，這裏必須取模，考慮數組下標越界
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

rear指向的是隊尾元素的後一個位置，與數組大小取模能夠解決下標越界問題

由於是指向的後一個位置，因此在添加時能夠先存入數組，再移動下標

出隊

public int getQueue() {
        //判斷隊列是否空
        if (isEmpty()) {
            //經過拋出異常
            throw new RuntimeException("隊列空，不能取數據");
        }
        int val = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return val;
    }

front直接指向的就是隊首的位置，由於是循環隊列，一樣要考慮下標越界

出隊後，要向後移動下標，因此不能直接return出隊的元素，先保存出隊元素

再移動front，最後return保存的出隊元素

獲取隊首元素

public int peekQueue() {
        //判斷
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("隊列空，沒有數據");
        }
        return arr[front];
    }

獲取隊列中元素個數

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

須要注意的是：

rear的索引在front前面的狀況，在普通隊列中rear的索引大於front，能夠經過簡單的rear - front得出元素個數

可是循環隊列會出現rear的索引小於front的狀況，簡單的相減會出現負數的狀況，顯然不符合要求，

利用rear+maxSize可以使rear的索引大於front，而後相減的結果 % maxSize ，

(rear + maxSize - front) % maxSize == rear - front

遍歷循環隊列

public void showQueue() {
        //遍歷
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("隊列空，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++) {
            int index = i % maxSize;
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", index, arr[index]);
        }
    }

思路：算出隊列有效元素個數，從front位置開始打印，下標向後移動，取模防止下標越界，循環遍歷數組

isFull()

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

數組不填滿，隊首和隊尾之間空一個位置，即當元素存儲到隊列倒數第二個元素時，rear指向最後一個位置，

此時(rear + 1) % maxSize == front

isEmpty()

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