Java数据结构与算法——02环形队列实现

环形队列

队列，是一个序列表，遵循先进先出原则，这边文章使用数组实现。
既然是先进的先出去后进的后出去,这个实现应该大致包括以下方法：
//初始化创建队列
isEmpty()//判断是否为空
isFull()//队列是否已满
addData();//向队列添加元素
takeData();//从队列取元素
showQueue();//显示队列（按顺序）
下面来分析下队列存取过程，先画个示意图：

此队列看似是可行的而且判断也简单，但是实现后会发现当四个数字存满后都取出时front指向顶端，此时无法再向里面插入数据，此时rear为5，实际应当指向队低0的位置，所以在此情况下可把再次指向0这种情况想象成环形，

实现上述环状结构有两种方式实现，两种方案对应上述应实现的方法实现逻辑不同，这两种方案是：
1 按上图那样去分析做对应逻辑编写，但在队列为满和队列为空两个条件有相同的值即front = rear 时无法判断为满为空，此时需要一个标识记录下目前一共有多少个元素，可以在addData方法中标识加1，takeData方法中标识减一按时记录队列元素个数。
2 将数组中一个元素留下不保存元素，当front与rear相等时代表队列为空，当（rear+1）%数组长度 = front 为什么要除以数组长度求余？请看下面的图：

现贴出上述代码实现：

public class ArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		ArrayQueue aq = new ArrayQueue(5);
		aq.addData(1);
		aq.addData(2);
		aq.addData(3);
		aq.addData(4);
		aq.takeData();
		aq.showQueue();
	}
}

class ArrayQueue {

	private int[] arrayQ;
	private int maxSize;
	private int front =0;
	private int rear =0;

	public ArrayQueue(int maxSize) {
		this.maxSize = maxSize;// 因为少一个可存储位置用于判断，所以创建时多加一个位置
		maxSize++;
		arrayQ = new int[maxSize];
	}

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

	public boolean isFull() {

		if (((rear + 1) % maxSize) == front) {
			return true;
		}
		return false;
	}

	public void addData(int value) {

		if (isFull()) {
			System.out.println("队列已满不能再存数据");
		} else {
			arrayQ[rear] = value;
			rear = (rear + 1) % maxSize;
		}

	}

	public int takeData() {

		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空没有数据");
			throw new RuntimeException();
		} else {
			int a = arrayQ[front];
			front = (front + 1) % maxSize;
			return a;
		}
	}

	public int size() {

		return (rear + maxSize - front) % maxSize;
	}

	public void showQueue() {
		if (isEmpty()) {
			System.out.println();
		}
		for (int i = front; i < front + size(); i++) {
			System.out.println(arrayQ[i % maxSize] + "\t");
		}
	}
}