Java用数组实现队列和循环队列

1. 队列定义
   队列是一种先进先出的数据结结构。
2. 队列的使用场景
   银行排队挂号等。
3. Java用数组实现

package cn.chmcyz.queue;

package cn.chmcyz.queue;

/**
 * @author 谌涣谋
 * @date 2020/5/12 - 17:00
 */
public class ArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayQueue queue=new ArrayQueue(5);
        queue.add(10);
        queue.add(20);
        queue.add(30);
        queue.add(40);
        queue.add(50);
        queue.show();
        queue.pop();
        queue.pop();
        queue.show();
        queue.add(5);
        //queue.peek();
        queue.show();
    }
}

class  ArrayQueue{
    private int maxSize;//队列存储的最大值
    private int front;//头指针
    private int rear;//尾指针
    private int []arr;//该数组模拟队列

    public ArrayQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        arr=new int[maxSize];
        front=0;//指向队列头部
        rear=0;//指向队列尾部的后一个位置
    }

    //判断队列是否满了
    public boolean isFull(){
        if (rear==maxSize){
            return true;
        }
        return false;
    }

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

    //向队列添加数据
    public void add(int a){
        if(isFull()){
            throw  new RuntimeException("队列已满");
        }
        arr[rear]=a;
        rear++;//尾指针+1

    }
    //获取队列头部数据，出队列
    public int pop(){
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        int value= arr[front];
        arr[front++]=0;
        return value;
    }

    //获取队列头部数据，不出队列
    public int peek(){
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        return  arr[front];
    }


    //显示队列所有数据
    public void show(){
        if( arr==null || arr.length==0){
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        for (int i:arr) {
            if(i!=0)
                System.out.print(i+"\t");
        }
        System.out.println();
    }
}

这样实现的队列有一个问题：就是不能循环使用空间：
比如上诉测试用例中，现在队列中添加元素10,20,30,40,50
再出队列一个，再往队列里面添加元素时，因为空间不足而抛出异常。

解决的方法是使用循环队列。
代码如下：

package cn.chmcyz.queue;

/**
 * @author 谌涣谋
 * @date 2020/5/12 - 18:22
 */
public class ArrayRoundQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayRoundQueue queue=new ArrayRoundQueue(5);
        queue.add(10);
        queue.add(20);
        queue.add(30);
        queue.add(40);
        queue.show();
        queue.pop();
        queue.pop();
        queue.show();
        queue.add(60);
        queue.add(70);
        queue.show();

    }
}

/**
 * 循环队列的长度是(rear+maxSize-front)%maxSize
 */
class  ArrayRoundQueue{
    private int maxSize;//队列存储的最大值
    private int front;//头指针
    private int rear;//尾指针
    private int []arr;//该数组模拟队列

    public ArrayRoundQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        arr=new int[maxSize];
        front=0;//指向队列头部
        rear=0;//指向队列尾部的后一个位置
    }

    //判断队列是否满了
    public boolean isFull(){
        if ((rear+1)%maxSize==front){
            return true;
        }
        return false;
    }

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

    //向队列添加数据
    public void add(int a){
        if(isFull()){
            throw  new RuntimeException("队列已满");
        }
        arr[rear]=a;
        rear=(rear+1)%maxSize;//尾指针+1

    }
    //获取队列头部数据，出队列
    public int pop(){
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        int value= arr[front];
        arr[front]=0;
        front=(front+1)%maxSize;
        return value;
    }

    //获取队列头部数据，不出队列
    public int peek(){
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        return  arr[front];
    }

    //显示队列所有数据
    public void show(){
        if( arr==null || arr.length==0){
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        for (int i=front;i<front+(rear+maxSize-front)%maxSize;i++) {
            System.out.print(arr[i%maxSize]+"\t");
        }
        System.out.println();
    }
}

结果如下