- 队列可以使用数组实现,也可以使用循环链表实现。 本次我们演示使用数组实现的!
- 循环队列的产生:也就是顺序队列的 “假溢出” 问题,队列的存储空间未满,却发生了溢出。很好理解,比如 rear 现在虽然指向了最后一个位置的下一位置,但是之前队头也删除了一些元素,那么队头指针经历若干次的 +1 之后,遗留下了很多空位置,但是顺序队列还在傻乎乎的以为再有元素入队,就溢出呢!肯定不合理。故循环队列诞生!
- 解决方法:将新元素插入到第一个位置上,构成循环队列,入队和出队仍按“先进先出”的原则进行。操作效率高、空间利用率高。
- 请看下面代码:基本运行一遍就知道了!
package com.pengmeng.quere;
import java.util.Scanner;
/**
* 环形队列
* 解决数组模拟的队列的问题,环形队列,使用取模
* 明白几个点:我们以假设front=0,rear =0
* rear:是指向最后一个元素的后一个位置,(这个位置作为约定,不引用)
* 判断:
* 队列满了:(rear + 1) % maxSize == front (取模是为了前面有空的数列可以再次循环使用)
* 队列空了:rear == front
* 有效数据位:(rear + maxSize - front) % maxSize
*/
public class CircleQuereDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试队列
System.out.print("测试数组模拟环形队列的案例!!!");
CircleArrayQuere quere = new CircleArrayQuere(4);
//做一个小游戏测试队列(菜单游戏)
char key = ' ';//用于接收用户输入的数据
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
// 输出一个菜单
while (loop){
System.out.println("");
System.out.println("s(show):显示队列");
System.out.println("e(exit):退出程序");
System.out.println("a(add):添加数据道队列");
System.out.println("g(get):从队列取出数据");
System.out.println("h(head):查看队列头数据");
key = scanner.next().charAt(0);
switch (key){
case 's':
quere.showQuere();break;
case 'a':
System.out.println("输出一个数据:");
int value = scanner.nextInt();
quere.addQuere(value);
break;
case 'g':
try {
int res = quere.getQuere();
System.out.printf("取出的数据是:%d\n",res);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
break;
case 'h':
try {
int res = quere.headQuere();
System.out.printf("队列头部的数据是:%d\n",res);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
break;
case 'e':
scanner.close();
loop = false;
break;
default:
break;
}
}
System.out.println("游戏结束!!");
}
/**
* 使用数组模拟环形队列-CircleArrayQuere
* 使用技术:取模循环
*/
public static class CircleArrayQuere{
private int maxSize;// 表示数组的最大值
private int front;// 表示队列头
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,初始化数据
public CircleArrayQuere(int arrMaxSize){
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
//front = 0;//指向队列头部,分析出front是指向队列头部的第一个位置 || 0 是默认值可不赋值
// rear = 0;//指向数组中最后一个元素最后一个位置 || 0 是默认值可不赋值
}
//判断队列是否为满
public boolean isFull(){
return (rear + 1)%maxSize == front;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty(){
return rear == front;
}
//添加数据进入队列
public void addQuere(int n){
//判断队列是否为满
if (isFull()){
System.out.println("队列满了,不能添加数据了---");
return;
}
arr[rear] = n;
//将rear后移(队尾必须考虑循环,也就是取模)
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
//获取队列的数据,出队列
public int getQuere(){
//判断队列是否为空
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空了,没有数据了");
}
// front是指向队列的第一个元素;
// 先把arr【front】保存到一个临时的变量,这样做是可以让front有后移的机会,再把临时保存的变量给返回
int value = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;//需要考虑front的向前的循环
return value;
}
//显示队列所有数据
public void showQuere(){
//遍历显示
if (isEmpty()){
System.out.println("队列空了,没有数据了");
return;
}
// 从front开始遍历,遍历多少元素
for (int i = front; i < front + size(); i++) {
System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
}
}
//显示队列的头数据,不是取出数据
public int headQuere(){
if (isEmpty()){
throw new RuntimeException("队列空了,没有数据了");
}
// front 本身就是队列的第一个元素
return arr[front];
}
//获取队列中的有效个数
public int size(){
return (rear + maxSize -front) % maxSize;
}
}
}