java数组实现环形队列

代码：

package course;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueue {
	public static void main(String[] args) {
		// 测试
		// 创建一个队列
		CircleQueue queue = new CircleQueue(3);
		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("a(add): 添加数据到队列");
			System.out.println("e(exit): 退出程序");
			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");
			System.out.println("s(show): 显示队列");
			key = scanner.next().charAt(0); // 接收一个字符
			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 result = queue.getQueue();
					System.out.println("取出的数据是：" + result);
				} catch(Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				break;
			case 'h':
				try {
					int result = queue.headQueue();
					System.out.println("队列头的数据是：" + result);
				} catch(Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				break;
			case 'e':
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		
		System.out.println("程序退出");
	}
}

class CircleQueue {
	private int maxSize; // 表示数组的最大容量
	// front 指向队列的第一个元素
	private int front; // 队列头
	// rear 指向队列的最后一个元素的后一个元素，最后要预留一个位置
	private int rear; // 队列尾
	private int[] arr; // 该数组用于存放数据，模拟队列
	
	public CircleQueue(int arrMaxSize) {
		maxSize = arrMaxSize + 1;
		arr = new int[maxSize];
		front = 0;
		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;
	}
	
	// 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() {
		// 判断队列是否空
		if (isEmpty()) {
			// 通过抛出异常来处理
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
		}
		// front是指向队列的第一个元素
		int temp =  arr[front];
		front = (front + 1) % maxSize;
		return temp;
	}
	
	// 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() {
		// 判断
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
		}
		return arr[front];
	}
} 

结果：

a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
队列为空，没有数据
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
a
输入一个数：
10
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
arr[0]=10
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
a
输入一个数：
20
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
arr[0]=10
arr[1]=20
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
a
输入一个数：
30
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
arr[0]=10
arr[1]=20
arr[2]=30
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
a
输入一个数：
40
队列满，不能加入数据
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
g
取出的数据是：10
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
arr[1]=20
arr[2]=30
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
a
输入一个数：
40
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
arr[1]=20
arr[2]=30
arr[3]=40
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
a
输入一个数：
70
队列满，不能加入数据
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
g
取出的数据是：20
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
g
取出的数据是：30
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
g
取出的数据是：40
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
g
java.lang.RuntimeException: 队列空，不能取数据	
    at course.CircleQueue.getQueue(CircleArrayQueue.java:102)
	    at course.CircleArrayQueue.main(CircleArrayQueue.java:32)
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列
s
队列为空，没有数据
a(add): 添加数据到队列
e(exit): 退出程序
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
s(show): 显示队列