数据结构——栈与队列（Java实现）

什么是栈与队列？

• 栈是一种特殊的线性表结构，数据在栈中，只能从栈顶进入，也只能从栈顶弹出，具有先进后出的特点。
• 队列也是一种特殊的线性表结构，数据在队列中，只能从队列的最后存入队列，数据移出只能从队列的最前面取出，具有先进先出，后进后出的特点。

【循环队列】循环队列是一种特殊的队列，在满足普通队列的基础上，解决了普通队列因为取出数据而造成空间浪费的情况，它维护了队列的队首和队尾索引，使索引在越界时能够从新返回初始化。

栈的实现（Java）

/**
 * 	数据栈，Java实现
 * 		数据栈是一种特殊的线性表结构，
 * 		所有数据只能从栈顶插入，也只能从栈顶取出
 * @author hrp
 * 2020年2月14日 上午11:33:59
 */
public class MyStack {
	private int[] arr;
	private int maxSize;
	private int top;
	
	/**
	 * 	指定栈的大小，初始化栈
	 * 		maxSize：栈的最大容量
	 * 		top：栈顶数据的索引
	 * @param size
	 */
	public MyStack(int size) {
		this.maxSize = size;
		this.arr = new int[maxSize];
		this.top = -1;
	}
	
	/**
	 * 	压栈，将数据从栈顶压入栈中，维护top索引
	 * @param value
	 */
	public void push(int value) {
		arr[++top] = value;
	}
	
	/**
	 * 	弹出，将数据中栈顶弹出，维护top索引
	 * @return
	 */
	public int pop() {
		return arr[top--];
	}
	
	/**
	 * 	判断栈是否为空，直接比较top==-1
	 * @return
	 */
	public boolean isEmpty() {
		return top == -1;
	}
	
	/**
	 * 	判断栈是否满了，直接比较top==(maxSize-1)
	 * @return
	 */
	public boolean isFull() {
		return top == maxSize - 1;
	}
	
	/**
	 * 	打印栈，循环次数为top+1
	 */
	public void printStack() {
		for(int i = 0; i <= top; i++) {
			System.out.print(arr[i]+"\t");
		}
		System.out.println();
	}	
}

循环队列的实现（Java）

/**
 * 	循环队列，Java实现
 * 		队列是一种特殊的线性表结构，
 * 		它只允许在表的前端进行删除操作，在表的后端进行添加操作 
 * @author hrp
 * 2020年2月14日 上午10:46:57
 */
public class MyQueue {
	
	private int[] arr;
	private int maxSize;
	private int elems;
	private int font;
	private int end;
	
	/**
	 * 	指定队列的大小，初始化队列
	 * @param size
	 */
	public MyQueue(int size) {
		this.maxSize = size;
		this.arr = new int[maxSize];
		this.elems = 0;
		this.font = 0;
		this.end = -1;
	}
	
	/**
	 * 	插入操作，如果此时end索引已经到达最后了，将索引维护为-1，在执行插入操作
	 * 		同时判断队列是否满了，如果队列未满，则elems++，如果满了，则覆盖最前面的值，font++
	 * @param value
	 */
	public void insert(int value) {
		if(end == maxSize - 1) {
			end = -1;
		}
		arr[++end] = value;
		if(elems < maxSize) {
			elems++;
		}else {
			font++;
		}
	}
	
	/**
	 * 	移除操作，先判断font是否已经超出了数组索引范围，是则重新维护索引
	 * 		首先队列长度elems--，并将font索引是指返回，同时维护索引位置
	 * @return
	 */
	public int remove() {
		if(font == maxSize) {
			font = 0;
		}
		elems--;
		return arr[font++];
	}
	
	/**
	 * 	判断队列是否为空，直接比较队列的elems属性是否为0
	 * @return
	 */
	public boolean isEmpty() {
		return this.elems == 0;
	}
	
	/**
	 * 	判断队列是否满了，直接比较队列的elems属性和MaxSize的值是否相等
	 * @return
	 */
	public boolean isFull() {
		return this.elems == maxSize;
	}
	
	/**
	 * 	打印队列，已知循环次数为队列长度，打印次数为elems
	 * 		注意：不应该直接使用font作为数组索引进行打印，
	 * 		因为在++过程中会破坏数组font索引的正确性
	 */
	public void printQueue() {
		int index = font;
		for(int i = 0; i < elems; i++) {
			System.out.print(arr[index++]+"\t");
			if(index == maxSize) {
				index = 0;
			}
		}
		System.out.println();
	}
}