数据结构——＞数组模拟环形队列

一、问题引出

原来的，数组模拟队列，使用一次之后就不能用了，没有达到复用的目的。将队列进行取模，从而，形成一个环形队列。

队列，与环形队列的区别，队列的front指针，指向第一个元素的，前一个位置。而环形队列front指针，指向第一个元素位置。队列的rear指针，指向队列的，最后一个位置。而环形队列的rear指针，指向环形队列最后一个元素的，后一个位置。空出一个位置作为约定（预留空间）

图例：
在这里插入图片描述二、重要代码解析

判满和判空的条件：当(rear+1)%maxSize==front 时队列为满
当rear=3，（3+1）%4=0 front=0 队列满

当rear==front队列为空
rear与front相等，也就是头指针，与尾指针重合，代表没有元素，队列为空

求当前元素个数
(rear+maxSize-front)%maxSize
参看以下图例

图例：
在这里插入图片描述
三、代码实现：

package linkedlist;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2021-08-05 10:29
 */
public class CircleArrayDemo{
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //创建一个队列
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3);
        queue.showQueue();
        queue.addQueue(1);
        queue.showQueue();
        queue.getQueue();
        queue.showQueue();
    }
    }
    //环形数组模拟环形队列类
class CircleArray{
    
    
    private int maxSize;//数组的最大容量
    //front指向队列的第一个元素，arr[front]就是队列的第一个元素
    //front的初始值=0
    private int front;
    //rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置，留出一个空间做约定
    //rear 的初始值=0
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//该数据用于存放数据，模拟队列

    //构造器
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
    
    
        this.maxSize = arrMaxSize;
        arr=new int[maxSize];
    }

    //判满
    public boolean isFull(){
    
    
        return (rear+1)%maxSize==front;
    }

    //判空
    public boolean isEmpty(){
    
    
        return rear==front;//最后将一个位置和第一个位置重合，代表环形队列没有数据
    }

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n){
    
    
        //判断队列是否已满
        if(isFull()){
    
    
            System.out.println("队列已满");
            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(){
    
    
        //判断队列是否为空
        if(isEmpty()){
    
    
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        //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(){
    
    
        //判空
        if(isEmpty()){
    
    
            System.out.println("队列为空");
            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]);
        }
    }

    //求当前元素的个数
    public int size(){
    
    
        //rear=2
        //front=1
        //maxsize=3
        return (rear+maxSize-front)%maxSize;
    }

    //显示队列的头数据，不是取出数据
    public int headQueue(){
    
    
        if(isEmpty()){
    
    
            System.out.println("队列为空");
        }
        return arr[front];
    }
}

数据结构——＞数组模拟环形队列

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