day35 数组模拟环形队列

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)

​ 使用数组模拟环形队列的思路分析

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做为约定. rear的初始值=0

3. 当队列满时，条件是(rear + 1) % maxSize== front [满]

4. 对队列为空的条件，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 // rear= 1 front=0

6. 我们就可以在原来的队列上修改得到一个环形队列

package com.atguigu.queue;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试一把
        //创建一个环形队列
        CircleArray queue = new CircleArray(4);//说明设置4，其对列的有效数据最大是3
        char key =' ';//接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);//接收
        boolean loop = true;//控制循环
        //输出一个菜单
        while(loop){
            System.out.println("s(show):显示列队");
            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){
                        //TODO:handle exception
                        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){
                        //TODO:handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case'e'  ://
                    scanner.close();
                    loop=false;

                default:
                    break;


            }
        }

    }
}
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= 0
    private int front;
    //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=0
    private int rear;
    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，这里必须考虑到取模
        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()) {
            //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",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
        }
    }
    //求出当前队列有效数据个数
    public int size(){
        //rear=2
        //front=1
        //maxSize=3
        return (rear+maxSize-front)%maxSize;
    }
    //显示队列的头数据，注意不是取出数据
    public int headQueue(){
        //判断
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
        }
        return arr[front+1];
    }
}