数组模拟环形队列

队列是一种常见的数据结构，是一种有序列表，可以使用数组或者链表实现，

队列遵循先入先出规则，常见的应用场景有：银行叫号系统，政务大厅排号系统等，使用数组模拟队列示意图如下：

下面是代码：

public class CircyleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        CircyleArray arrayQueue = new CircyleArray(4);//有效数据是3，有一个空位
        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");
            System.out.println("g(get) 取出队列数据");
            System.out.println("h(head) 获取头部数据");
            key = scanner.next().charAt(0);

            switch (key) {
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入要添加的数据：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据是 " + res);
                    } catch (RuntimeException e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.println("队列头部数据是 " + res);
                    } catch (RuntimeException e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }

}

class CircyleArray {
    private int maxSize;//数组队列容量
    private int front;//队列头:指向队列第一个元素，arr[front] 初始值 0
    private int rear;//指向队列最后一个元素的后一个位置
    private int[] arr;//模拟队列的数组

    public CircyleArray(int arrMaxSize) {
        this.maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

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

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

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        //判断是否已经满员
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满");
        } else {
            arr[rear] = n;
            //后移
            rear = (rear + 1) % maxSize;
        }
    }

    //出队列
    public int getQueue() {
        //判空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("空空如也");
        } else {
            // front 指向 队列第一个元素
            //1、先把 front 对应的值保存
            int value = arr[front];
            //2、front 后移
            front = (front + 1) % maxSize;
            //3、返回临时变量
            return value;
        }
    }

    //遍历队列
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("空空如也");
        } else {
            //从 front 开始取数
            for (int i = front; i < front + size(); i++) {
                System.out.printf("arr[%d] = %d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
            }
        }
    }

    //显示队列头
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("空空如也");
        } else {
            return arr[front];
        }
    }

    //有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }