Java实现数组模拟环形队列

/**
 * @author xs.s
 * @Description
 * @date 2022/1/9 12:39
 */
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //
        System.out.println("测试数组模拟环形队列");

        //创建一个队列
        CircleArray queue = new CircleArray(4);  //说明设置4 , 其队列的有效数据最大是3
        char key = ' ';  //接收用户收入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        //输出一个菜单

        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): 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%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        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) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e': //退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }

}

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;  //对列头
    // 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墨.因为希望空出一个空间做为约定
    //rear的初始值=0
    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

    public CircleArray(int arrmaxSize) {
        maxSize = arrmaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队列是否已满
    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) {
        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() {
        //判断队列是否为空
        if (isEmpty()) {
            //通过抛出 异常
            throw new RuntimeException("队列为空,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 降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("队列空的没有数据");
            return;
        }
        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() {
        //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,不能取数据");
        }
        return arr[front];
    }
}