java中用数组实现环形队列原创

原标题：java中用数组实现环形队列
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本篇文章主要讲述了使用数组实现环形队列的思路以及具体代码

一、队列是什么

我们先来看下百科的解释：
队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
总结起来两点：
1.一种线性表
2.添加操www.yii666.com作只能在表尾，删除操作在表头（先进先出）

二、实现队列的思路

1.初始化一个空队列

初始化一个大小固定的数组，并将头指针，尾指针都指向下表为0的位置，但其实这种初始化头指针指向的是队首，尾指针指向的是队尾的后一个元素。

2.往队列里添加元素

往队列里添加元素，尾指针后移一位。

一直添加直到队列满

这个时候尾指针已经出现在数组下标外了

3.消费队列元素

每消费一个队列元素，头指针指向的元素出队，并且后移一位

再消费两个

这个时候我们想往队列里继续添加元素，尾指针后移，然后发现出现了假溢出的情况，因为尾指针无法再向后移动，而队列实际上并没有满，我们又无法继续往队列里添加数据。这个时候其实有两种解决方案。
方案一：我们每消费一个元素，其后面的元素都整体往前移动一位，就像我们生活中排队打饭一样，后面的人都往前挪一挪。但这种方案带来的后果是，带来的时间开销太大，因为基本上要操作所有的元素，所以这种方案不可行。
方案二：尾指针在指向下表为最后一个元素时，再添加元素，如果还有空位，就将尾指针重新指向0，头指针在取到下表数组末尾时，如果前面还有元素，头指针也指向0，这就是我们说的环形队列。

三、实现环形队列

1.环形队列示例图

尾指针重新指向零

再添加一个元素

连续消费三个元素，如果前面还有元素，头指针也指向0

这个时候我们发现那个原来熟悉的队列又回来了。

2.代码实现

/**
* description:数组实现环形队列
* author: xiaowang
* */
public class MyQueue<E> {
// 队列最大个数
private int size;
// 元素真实个数
private int number;
// 头指针，指向队列的第一个元素即队头
private int front;
// 尾指针，指向队尾的后一个元素(非队尾)
private int rear;
// 队列具体值
private Object[] values;
// 队列满标记，当队列是满的时候为true
private boolean isFullFlag;
/**构造器*/
public MyQueue(int size){
if (size<0){
throw new RuntimeException("初始化队列时，队列最大元素个数不能为负");
}
文章来源站点https://www.yii666.com/ this.front = 0;
this.rear = 0;
this.number = 0;
this.isFullFlag = false;
this.size = size;
this.values = newwww.yii666.com Object[size];
}
/**往队列里添加元素 添加成功返回true 失败返回false*/
public boolean addToQueue(E e){
// 判断队列是否已经满了
if (isFullFlag){
System.out.println("队列已满,无法继续添加元素");
return false;
}
// 添加元素
values[rear] = e;
// 元素个数加一
number++;
// 尾指针后移一位，若已经指向数组最后的下表，则重新指向0
if (rear == size-1){
rear = 0;
}else{
rear++;
}
// 添加完这个元素，判断队列是否已经满了，若满则标记为true
if (rear==front){
isFullFlag = true;
}
return true;
}
/**从队列里取出数据，队头数据*/
public E getFromQueue(){
// 判断队列是否为空
if (number==0||size==0){
System.out.println("队列为空，无法从队列中获取数据");
return null;
}
// 临时变量
E e = (E) values[front];
// 队头置空
values[fron文章来源地址40455.htmlt] = null;
// 个数减一
number--;
// 头指针后移，若已经指向数组最后的下表，则重新指向0
if (front==size-1){
front = 0;
}else {
front++;
}
// 取队列之前若是满的状态，则更新状态
if (isFullFlag){
isFullFlag = false;
}
return e;
}
/**获取目前有几个元素正在进行排队*/
public int getNumber(){
return number;
}
/**获取队列的最大个数*/
public int getSize(){
return size;
}
/**查看队列在数组里保存的详细情况*/
public String toString(){
StringBuffer valueStr = new StringBuffer();
valueStr.append("[");
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (i!=size-1){
valueStr.append(values[i]+",");
}else{
valueStr.append(values[i]+"]");
}
}
return valueStr.toString();
}
}


测试代码

public class TestQueue {
public static void main(String[] args) {
MyQueue<String> queue = new MyQueue<String>(5);
Scanner scanner = 文章来源地址40455.htmlnew Scanner(System.in);
Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
boolean isCan = true;
while (isCan){
System.out.println("欢迎来到小王排队系统，您可以使用以下功能。\n添加：1；取出：2；展示：3；获取排队个数：4；退出：0。");
int flag = scanner.nextInt();
switch (flag){
case 1 :
System.out.println("请输入一个数据：");
String data = scanner2.nextLine();
boolean isSuccess = queue.addToQueue(data);
if (isSuccess){
System.out.println("添加成功~~~");
}
break;
case 2 :
String dataFromQueue = queue.getFromQueue();
if (dataFromQueue!=null){
System.out.println("本次取出的数据为："+dataFromQueue);
}
break;
case 3 :
System.out.println("队列详情为：\n"+queue.toString());
break;
case 4 :
System.out.println("目前有"+queue.getNumber()+"个元素正在进行排队");
break;
default:
isCan = false;
System.out.println("已退出...");
break;
}
}
}
}


总结
以上就要讲的内容，本文仅仅简单介绍了数组实现环形队列的思路，大家肯定还有其他高见请在下方留言。这是笔者第一次写博客，有描述不清或描述有误的地方还请大家轻点喷，最好能在留言区指正。后面会不定期写数据结构相关的博客，像单链表，双链表，栈，各种树形结构等等，希望和大家共同学习，一起进步。

来源于：java中用数组实现环形队列
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