java用数组模拟循环队列

java用数组模拟循环队列

队列介绍
队列是一个有序列表，可以用数组或是链表来实现。
遵循先入先出的原则。即先存入队列的数据，要先取出，后存入的要后取出

package com.hkd.queue;
import java.util.Scanner;

//用数组模拟队列：
//队列特点：先进先出
//这个队列是循环队列
public class CircleArrayQueue {
	public static void main(String[] args) {
		CircleArray aq = new CircleArray(4);
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		while(true) {
			System.out.println("1:添加元素进入队列");
			System.out.println("2:从队列中取出元素");
			System.out.println("3:得到队列头元素");
			System.out.println("4:展示队列");
			System.out.println("5:退出");
			System.out.print("请输入你的选择：");
			int temp = sc.nextInt();
			switch(temp) {
			case 1:
				System.out.print("请输入你要添加的元素：");
				aq.addQueue(sc.nextInt());
				break;
			case 2:
				//为了是程序不停掉，顺利执行下去，所以使用try...catch语句
				try {
					System.out.println("您取出的元素为：" + aq.getQueue());
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 3:
				try {
					System.out.println("队列的头元素为:" + aq.getHeadOfQueue());
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 4:
				//遍历队列
				aq.traverseOfQueue();
				break;
			case 5:
				sc.close();
				//直接退出
				return;
			default:
				System.out.println("您输入的有误");
				break;
			}
		}
	}
}

//这是一个数组类，用来模拟队列
class CircleArray{
	//定义数组的最大容量，也就是最多能存几个数
	private int maxSize;
	
	//rear是数组的下标，用于指向队列的最后一个元素的后一个元素（而不是指向最后面一个元素本身）
	//注意：留一个空位置作为约定，不存任何数据，但这个位置会改变
	private int rear;
	
	//front是数组的下标，用于指向队列的最前面的数据
	private int front;
	
	//定义数组，用来模拟队列
	private int[] arr;
	
	//空参构造方法
	public CircleArray() {
		
	}
	
	//构造方法用于对成员变量初始化
	public CircleArray(int maxSize) {
		this.maxSize = maxSize;
		//因为开始本身没有元素，rear用于指向队列的最后一个元素的后一个元素,所以rear的初始值为0
		rear = 0;		
		//先要添加元素，然后才取元素，front指向队列最前面的元素，自然为0
		front = 0;
		//对arr数组进行初始化，maxSize表示数组能存元素的个数，也表示队列的最大长度。
		arr = new int[this.maxSize];
	}
	
//	用于判断队列是否已经满，是满了，就返回true,没满就返回false
	public boolean isFullOfQueue() {
		//由于rear是指向最后一个元素的后一个元素，所以rear+1==front队列为满，为了保证下标不越界，所以要%maxSize.
		return (rear + 1)%maxSize == front;
	}
	
//	用于判断队列是否已经空，是空了，就返回true,没空就返回false
	public boolean isEmptyOfQueue() {
		return rear == front;
	}
	
//	 此方法用于将元素添加进队列
//	 element：用于添加进队列的元素
	public void addQueue(int element) {
		//先判断队列是否已经满了，如果满了就结束
		if(isFullOfQueue()) {
			System.out.println("此队列已满");
			return;
		}
		//如果有没有满
		arr[rear] = element;//先将元素添加进队列(因为rear指向最后一个元素的后一个位置)
		rear = (rear + 1)%maxSize;//将rear后移,防止下标越界(这是循环队列的关键)
	}
	
//	此方法用于出队列，将元素从队列的最前端拿出（由于是用数组模拟的队列，取出来元素，
//	并不是直接删除元素，而是将指针后移了，下次有元素添加是可以覆盖掉）
	public int getQueue() {
		//如果队列为空，那么为不影响队列的运行，就抛出异常
		if(isEmptyOfQueue()) {
			//抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空不能取出数据");
		}
		int empt = front;
		front = (front + 1)%maxSize;//将front后移,防止下标越界(这是循环队列的关键)
		return arr[empt];//将数据取出
	}
	
//	取出的到队列头元素
	public int getHeadOfQueue() {
		//如果队列为空，那么为不影响队列的运行，就抛出异常
		if(isEmptyOfQueue()) {
			//抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空不能取出数据");
		}
		return arr[front];
	}
	
//	遍历队列，并输出
	public void traverseOfQueue() {
		//如果队列为空，那么为不影响队列的运行，就抛出异常
		if(isEmptyOfQueue()) {
			System.out.println("队列为空，没有数据");
			return;
		}
		//遍历得到真正的队列
		for(int i = front; i < (front + getNumber()); i++) {
			System.out.println("arr[" + i%maxSize + "]=" + arr[i%maxSize]);
		}
	}
	
	//的到数组的有效队列个数
	public int getNumber(){
		return (rear + maxSize - front)%maxSize;//常见的小算法而已，下次记住就好
	}
}