Java数据结构与算法之数组模拟环形队列的实现小练习

思路如下：
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最后一个位置，
因为希望空出一个空间作为约定，rear的初始值为0
3、当队列满时，条件是：(rear+1)%maxSize==front,因为rear+1是预留一个位置，
不牺牲这个空间会导致无法判断队列是空还是满，rear一直自增，也就是说rear是
很有可能大于maxSize的，这里%一下rear，是为了可以获得rear在环形队列上的真实位置，
比如maxSize=5，rear=10，因为rear被加到10，此时rear的实际位置是0.
4、队列为空的条件：front=rear
5、队列中有效的数据的个数：(rear+maxSize+front)%maxSize

package com.wrx.dataStructures.queue;
import java.util.Scanner;
/**
 * @auther wrx
 * @time 2022-09-17-8:32
 */
/*数组模拟环形队列的实现：
思路如下：
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最后一个位置，
因为希望空出一个空间作为约定，rear的初始值为0
3、当队列满时，条件是：(rear+1)%maxSize==front,因为rear+1是预留一个位置，
不牺牲这个空间会导致无法判断队列是空还是满，rear一直自增，也就是说rear是
很有可能大于maxSize的，这里%一下rear，是为了可以获得rear在环形队列上的真实位置，
比如maxSize=5，rear=10，因为rear被加到10，此时rear的实际位置是0.
4、队列为空的条件：front=rear
5、队列中有效的数据的个数：(rear+maxSize+front)%maxSize
 */
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CircleArray arrayQueue = new CircleArray(3);
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        char key=' ';//接受用户输入
        boolean loop=true;
        while (loop){
            System.out.println("输入s，表示显示队列");
            System.out.println("输入e，表示退出程序");
            System.out.println("输入a，表示添加数据到队列");
            System.out.println("输入g，表示从队列中取出数据");
            System.out.println("输入h，表示查看队列头的数据");
            System.out.println("请输入选项：");
            key=sc.next().charAt(0);//接收一个字符
            switch (key){
                case 's'://显示队列
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a'://添加数据到队列
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int value=sc.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g'://从队列中取出数据
                    try {
                        int res=arrayQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据是："+res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h'://查看队列头的数据
                    try {
                        int res=arrayQueue.headQueue();
                        System.out.println("队列头的数据为"+res);
                    } catch (Exception e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                    break;
                case 'e':
                    sc.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;//队列头
    private int rear;//队列尾
    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 CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize=arrMaxSize;
        arr=new int[maxSize];
        front=0;//指向队列头部，分析出front是指向队列头的前一个位置
        rear=0;//指向队列尾，指向队列尾的数据（即就是队列最后一个数据）
    }
    //判断队列是否满
    public boolean inFull(){
        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){
        //判断队列是否已满
        if(inFull()){
            System.out.println("队列已满，无法再添加数据");
            return;
        }
        //直接将数据加入
        arr[rear]=n;
        rear=(rear+1)%maxSize;
    }
    //获取队列的数据，输出队列
    public int getQueue(){
        if(isEmpty()){
            //通过抛出异常终止运行
            throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
        }
        /*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;
    }
    //显示队列的所有数据
    public void showQueue(){
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空，无法显示数据");
        }
        for (int i=front;i