笔记,使用一维数组实现循环队列(逻辑上循环),Java语言具体实现

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1 实现思路

1.1 变量定义

front:队头:指向队列的第一个元素,初始化front=0 rear:队尾:指向队列最后一个元素的后一个位置,即该队列需要空出一个位置,该位置不用于存储数据,初始化rear=0 maxSize:队列最大容量

1.2 判断队满核心代码

(rear+1)%maxSize==front

1.3 判断队空核心代码

rear==front

1.4 获取队列中有效数据的个数核心代码

num=(rear+maxSize-front)%maxSize

1.5 入队操作核心代码

queue[rear]=value
rear=(rear+1)%maxSize

1.6 出队操作核心代码

data=queue[front]
front=(front+1)%maxSize

2 完整的演示代码

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("开始测试");
        circleArray queue = new circleArray(4); //实际上队列的可用空间为3个
        char key = ' '; //接收用户输入
        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):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加数据到队列中");
            System.out.println("g(get):从队列取出数据");
            System.out.println("h(head):查看队头的数据");
            key = scanner.next().charAt(0); //接收一个字符
            switch (key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数字");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    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':
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%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");
    }
    
```java
    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 = rear = 0;
        }

        //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;
        }

        //入队操作
        public void addQueue(int value) {
            //判断队列是否满
            if (isFull()) {
                System.out.println("队列已满,不能再添加数据");
                return;
            }
            arr[rear] = value;
            rear = (rear + 1) % maxSize;
        }

        //出队操作
        public int getQueue() {
            //判断队列是否为空
            if (isEmpty()) {
                //通过抛出异常来结束该操作,若是void返回类型的方法,则可以直接return
                throw new RuntimeException("队列为空,不能取出数据");
            }
            int value = arr[front];
            front = (front + 1) % maxSize;
            return value;
        }

        //显示队列的所有数据
        public void showQueue() {
            //判断队列是否为空
            if (isEmpty()) {
                System.out.println("队列为空,没有数据");
            }
            for (int i = front; i < front + dataNum(); i++) {
                System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
            }
        }

        //获得当前队列有效数据的个数
        public int dataNum() {
            return (rear + maxSize - front) % maxSize;
        }

        //显示队头的数据
        public int headQueue() {
            //判断队列是否为空
            if (isEmpty()) {
                //通过抛出异常来结束该操作,若是void返回类型的方法,则可以直接return
                throw new RuntimeException("队列为空,不能取出数据");
            }
            return arr[front];
        }
    }