数组模拟环形队列

           使用数组模拟环形队列的思路分析

数组模拟环形队列_第1张图片
思路分析:
1. Front变量的含义做一个调整:front就指向队列的第一个元素,也就是说arr[front]就是队列的第一个元素,front初始值=0.
2. Rear变量的含义调整: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做约定,rear初始值=0.
3. 当队列满时,条件是(rear + 1)%maxSize == front【满】
4. 队列为空的条件,rear==front【空】
5. 当这样分析后,队列中有效的数据的个数(rear + maxSize – front)%maxSize
6. 我们就可以在原来的队列上得到一个环形队列。
代码实现:

package com.queue;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrarQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自动生成的方法存根
      //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
				CircleArray queue=new CircleArray(4);//说明设计4,其对接的有效数据最大为3
				char key =' ';//接受用户输入
				Scanner scanner = new Scanner(System.in);//扫描器
				boolean loop = true;
				while(loop) {
				//输出一个菜单
				System.out.println("s(show):显示队列");
				System.out.println("e(exit):退出程序");
				System.out.println("a(add):添加数据到队列");
				System.out.println("g(get):从队列取出数据");
				System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
				key = scanner.next().charAt(0);//接受一个字符
				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'://取数据
					try {
						int res = queue.getQueue();
						System.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'://查看队列头数据
					try {
						int res = queue.headQueue();
						System.out.printf("队列头的数据是%d\n",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;//表示数组的最大容量
	//Front变量的含义做一个调整:front就指向队列的第一个元素,也就是说arr[front]就是队列的第一个元素,front初始值=0
	private int front;//队列头
	//Rear变量的含义调整: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做约定,rear初始值=0.
	private int rear;//队列尾
	private int[] arr;//该数组用于存放数据,模拟队列
	public CircleArray(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");
				return;
			}
			//直接将数据加入
			arr[rear]= n;
			//将rear后移,这里必须取模
			rear = (rear + 1) % maxSize;
		}
		//获取队列数据,出队列
		public int getQueue() {
			//判断是否为空
			if(isEmpty()) {
				//通过异常处理
				throw new RuntimeException("队列空,不能取");
			}
			//这里需要分析出front时指向队列的第一个元素
			//1.先把front 对应的值保留到一个临时变量
			//2.将front后移,考虑取模
			//3.将临时保存的变量返回
			int value=arr[front];
			front =(front + 1) %maxSize;
			return value;
		}
		//显示所有队列的数据
		public void showQueue() {
			//遍历
			if(isEmpty()) {
				System.out.println("队列空的,没有数据");
				return;
			}
			//思路:从front开始遍历,遍历多少个元素
			//
			for (int i= front;i<front+size();i++) {
				System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
			}
		}
		//求出当前队列的有效数据的个数
		public int size() {
			//rear =2
			//front =1
			//maxSize = 3
			return (rear + maxSize - front) % maxSize;
		}
		//显示队列的头数据,注意不是取数据
		public int headQueue() {
			//判断
			if(isEmpty()) {
				throw new RuntimeException("队列空的,没有数据");
				
			}
			return arr[front];
		}
}

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