目录

一、循环队列

二、设计循环队列

---

一、循环队列

队列：只能在一端进行插入数据操作，另一端进行删除数据操作的特殊线性表，是一种先进先出的存储结构

插入操作的一端为队尾，删除操作的一端为队头

在线性队列中，一旦队列满了，即使队列的前面有空间，我们也不能插入下一个元素，这时，我们可以使用循环队列，来使用这些空间存储新的值

循环队列： 队头和队尾相连接的队列

二、设计循环队列

我们使用数组来实现循环队列，通过构造器，来创建队列，并设置队列的大小为n

class MyCircularQueue {
    private int[] elem;
    private int front;
    private int rear;
    private int size;
    public MyCircularQueue(int n) {
        elem = new int[n+1];
        front = rear = 0;
        size = n + 1;
    }
}

 在创建队列时，我们预留一个空间，以便判断队列满和计算队列元素个数

判断循环队列是否为空

当队头和队尾指向同一位置时，队列是空的

public boolean isEmpty() {
    return front == rear;
}

判断循环队列是否已满

若队尾的下一个位置是队头，那么循环队列已满

 当rear指向最后一个位置时，+1会造成越界，此时我们通过取余（%），让其指向0位置处

public boolean isFull() {
    return ((rear+1)%size == front);
}

添加数据

首先判断队列是否已满，若已满，添加失败，返回false，若没有，则在队尾rear位置添加数据，并将rear向后移动

public boolean enQueue(int value) {
    //判断队列是否满
    if(isFull()){
        return false;
    }else {
        elem[rear] = value;
        rear = (rear+1)%size;
        return true;
    }
}

删除数据

首先判断队列是否为空，若为空，删除失败，返回false，若不为空，则将front向后移动

    public boolean deQueue() {
        //队列是否为空
        if(isEmpty()){
            return false;
        }else {
            front = (front + 1) % size;
            return true;
        }
    }

获取队头元素

首先判断队列是否为空，若为空，队列中无元素，抛出异常，若不为空，返回队头元素，并将front向后移动

public int getFront() {
    if(isEmpty()){
        throw new RuntimeException("队列为空，无元素！");
    }else {
        int val = elem[front];
        front = (front + 1) % size;
        return val;
    }
}

计算队列中元素个数

public int size(){
    return (rear + size - front) % size;
}

完整代码

class MyCircularQueue {
    private int[] elem;
    private int front;
    private int rear;
    private int size;
    public MyCircularQueue(int n) {
        elem = new int[n+1];
        front = rear = 0;
        size = n + 1;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    public boolean isFull() {
        return ((rear+1)%size == front);
    }

    public boolean enQueue(int value) {
        //判断队列是否满
        if(isFull()){
            return false;
        }else {
            elem[rear] = value;
            rear = (rear+1)%size;
            return true;
        }
    }

    public boolean deQueue() {
        //队列是否为空
        if(isEmpty()){
            return false;
        }else {
            front = (front + 1) % size;
            return true;
        }
    }
    public int getFront() {
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，无元素！");
        }else {
            int val = elem[front];
            front = (front + 1) % size;
            return val;
        }
    }
    public int size(){
        return (rear + size - front) % size;
    }
}