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前言

对上一次最后讲的数组模拟队列的优化，充分利用数组。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）

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=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(这个空间是为了避免判空和判满的条件一样)作为约定

rear的初始值=0

3）当队列满时条件， (rear+1)%maxSize==front 【满】

4）当队列为空的条件， rear == front 【空】

5）当我们这样分析，队列中有效的数据的个数（rear+maxSize-front）%maxSize

图形直观

代码实现

package Demo;

import java.util.Scanner;

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//测试数组模拟环形队列

public class CircleArrayQueue {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("测试数组模拟环形队列");
        CircleArray queue = new CircleArray(4);
        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("a(add):添加数据到队列");
            System.out.println("g(get):从队列取出数据");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入一个数");
                    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'://显示队列的头数据
                    try{
                        System.out.println();  int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列的头数据是%d\n",res);
                    }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~~");
    }
}

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// 正儿八经的环形队列代码

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; //改数组用于存放数据，模拟队列

    public CircleArray(int arrMaxSize){
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    //判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n){
        if(isFull()){
            System.out.println("队列满,不能加入数据~");
            return ;
        }
        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(){
        if(isEmpty()){
            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对应的值保存到一个临时变量
        //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",i % 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，注意不是取出数据
    public int headQueue(){
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列空，没有数据~~");
        }
        return arr[front];
    }
}