数据结构与算法-数组模拟环形队列

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前题回顾

上一篇数组模拟队列我们发现，我们发现队列无法复用，一次性的，为了解决这个问题，我们改变思路
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其中涉及到的一些公式，可以验证它，如果你验证也是没问题的，请记住就OK了，需要动动脑子才想的明白。

思路分析

1.把front的含义做一个调整：front指向队列的第一个元素，也就是arr[front ]为第一个元素,front的初始值为0；
2.rear变量的含义做一个调整：rear指向队列的最后一个元素的后一个位置。希望空成一个空间作为约定，rear的初始值也为0；
3.当队列满时，条件时(rear + 1) % MaxSize = front
4.当队列为空,rear = front
5.队列中有效数据的个数( rear + MaxSize - front ) % MaxSize = 有效个数

代码实现

package com.brilliance.dataStructrues;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试数组模拟环形对列
        CircleArray circleArray = new CircleArray(4); //队列的最大数据是3，空一个空间出来
        char key = ' ';
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while(loop){
            System.out.println("s(show): 显示队列");
            System.out.println("e(exit): 退出队列");
            System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
            System.out.println("a(add): 向队列插入数据");
            System.out.println("h(head): 显示队列头");
            key = scanner.next().charAt(0);

            switch (key){
                case 's':
                    circleArray.showArray();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入一个数字");
                    int value = scanner.nextInt();
                    circleArray.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int getValue = circleArray.getQueue();
                        System.out.println(getValue);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        System.out.println("查看队列头的信息");
                        int headValue = circleArray.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的信息为：%d\n",headValue);
                    } 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;
    private int front;
    private int rear;
    private int[] arr;

    public CircleArray(int arrMaxsize){
        maxsize = arrMaxsize;
        arr = new int[arrMaxsize];
        front = 0; //指向队列头部
        rear = 0;
    }

    public boolean isFull(){
        return (rear + 1) % maxsize == front;
    }
    public boolean isEmpty(){
        return front == rear;
    }

    public void addQueue(int n){
        if(isFull()){
            System.out.println("队列已经满了");
            return;
        }
        arr[rear] = n;
        rear = (rear + 1)%maxsize;
    }

    public int getQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列已空不能取出数据");
        }
        int value = arr[front];
        front = (front + 1)%maxsize;
        return value;
    }

    public void showArray(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列空,没数据");
            return;
        }
        //从front遍历，遍历到rear就可以
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxsize,arr[i % maxsize]);
        }
    }

    public int size(){
        int value = (rear + maxsize - front)%maxsize;
        return value;
    }

    //显示头元素
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空");
        }
        return arr[front];
    }
}