数据结构学习记录(三)——队列之数组模拟环形队列

思路分析:
1、front变量的含义做调整:front指向队列的第一个元素。即arr[front]就是队列的第一个元素。front的初始值=0.
2、rear变量的含义做调整:rear指向队列的最后一个元素的后一个位置,因为希望空出一个空间作为约定.rear的初始值=0.
3、当队列满时,[rear + 1] % maxSize = front 【满】
4、队列为空的条件,rear == front 【空】
5、这样分析后,队列中有效的数据个数为(rear + maxSize - front) % maxSize
6、这样就可以在原来的队列上修改到的一个环形队列

public class CircleArrayQueueDemo{
	public static void main(String[] args){
		//测试
		System.out.println("测试数组模拟环形队列的案例");
		//创建一个环形队列
		CircleQueue queue = new CircleQueue(4);//其队列有效数据最多为3,因为有一个保留空
		char key = ' ';//接收用户输入
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);//
		boolean loop = true;
		while(loop){
			Syatem.out.println("s(show):显示队列");
			Syatem.out.println("e(exit):退出程序");
			Syatem.out.println("a(add):添加数据到队列");
			Syatem.out.println("g(get):从队列取出数据");
			Syatem.out.println("h(head):查看队列头的数据");
			key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
			switch (key){
			case 's':
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("输出一个数");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g'://取出数据
				try{
					int res = queue.getQueue();
					Syatem.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
				}catch(Exception e){
					//TODO:handle exception
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h'://查看队列头的数据
				try{
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("队列头的数据时%d\n",res);
				}catch(Exception e){
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
				
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
	}

}


class CircleArray{
	private int maxSize;//表示数组的最大容量
	private int front;//指向队列的一个元素,front初始值为0
	private int rear;//指向队列的最后一个元素的后一个位置,rear初始值0
	private int[] arr;//该数组用于存放数据,模拟队列

	//创建队列的构造器
	public CircleQueue(int arrMaxSize){
		maxSize = arrMaxSize;
		arr = new int[maxSize];
	}
	//判断队列是否满
	public boolean isFull(){
		return (rear + 1) % maxSize == front;
	}
	//判断队列是否为空
	public boolean isEmpty(){
		return rear == front;
	}
	//添加数据到队列
	public void addQueue(int n){
		//判断队列是否满
		if(isFull){
			System.out.println("队列满,不能加入数据");
			return;
		}
		//直接将数据加入
		arr[rear] = n;
		rear = (rear + 1) % maxSize;//让rear后移,这里必须考虑取模,rear继续往队列头
	}   
	//获取队列的数据,出队列
	public int getQueue(){
		//判断队列是否空
		if(isEmpty()){
			//通过抛出异常
			throw new RuntimeException("队列为空,不能取数据");
		}
		///这里需要分析出front是指向队列的第一个元素
		//1、先把front对应的值保存到一个临时变量
		//2、将front后移,考虑取模
		//3、将临时保存的变量后移
		int value = arr[front];
		front = (front + 1) % maxSize;
		return value;
	}                     
	//显示队列的所有数据
	public void showQueue(){
		//遍历
		if(isEmpty()){
			System.out.println("队列空,没有数据");
			return;
		}
		//思路:从front开始遍历,遍历多少元素
		for(int i =front;i<front + size();i++){
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
		}
	} 
	//求出当前队列有效数据的个数
	public int size(){
		return (rear + maxSize - front) % maxSize;
	}
	//显示队列的头数据,注意不是取出数据
	public int headQueue(){
		//判断
		if(isEmpty()){
			throw new RuntimeException("队列空,没有数据");
		}
		return arr[front1];
	}                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
}

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