前言
上篇中，使用数组来模拟队列会出现数组使用一次就不能使用，没有达到复用效果的问题，本篇通过数组 模拟环形队列 来解决该问题。
概述
数组模拟环形队列
对前面的数组模拟队列的优化，充分利用数据，因此将数组看做是一个环形的。（通过取模的方式来实现即可）
分析说明：
- 尾索引的下一个为头索引时表示队列满，即将队列容量空出一个作为约定，这个在做判断队列满的时候需要注意
(rear+1)%maxSize==front[满] > > 2. rear==front[空]
分析示意图：
思路如下：
- 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的初始值等于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。因为希望空出一个空间做为约定，rear的初始值等于0 > 3. 当队列满时，条件是
(rear+1)%maxSize==front【满】 > 4. 当队列为空时，rear==front【空】 > 5. 队列中有效的数据的个数：(rear+maxSize-front)%maxSize//rear=1 front=0
在原来的队列上修改得到一个环形队列。
代码
public class CircleArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建一个队列
CircleArray queue= new CircleArray(4);//说明：设置4，其队列的有效 数据最大是3
char key=' ';//接收用户输入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
//输出一个菜单
while(loop){
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);//接收一个字符
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'://取出数据
try{
int res = queue.getQueue();
System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h'://查看队列头的数据
try {
int res = queue.headQueue();
System.out.printf("队列头的数据是%d\n",res);
}catch (Exception e){
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的初始值等于0.
private int front;//对列头
//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。因为希望空出一个空间做为约定，rear的初始值等于0
private int rear;//队列尾
private int[] arr;//该数据用于存放数据，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，不能加入数据！");
return;
}
//直接将数据加入
arr[rear]=n;
//将 rear 后移，这里必须考虑取模
rear = (rear +1)%maxSize;
}
//获取队列的数据，出队列
public int getQueue(){
//判断队列是否空
if(isEmpty()){
//通过抛出异常
throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
}
//这里需要分析出front是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;
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue(){
//遍历
if(isEmpty()){
System.out.println("队列为空，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",maxSize,arr[i%maxSize]);
}
}
//求出当前队列有效数据的个数
public int size(){
return (rear+maxSize-front)%maxSize;
}
//显示队列的头数据，注意不要取出数据
public int headQueue(){
//判断
if(isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空的，没有数据！");
}
return arr[front];
}
}
