循环队列讲解，以及Java实现代码

news2024/11/18 4:49:13

一.循环队列概念

二.队满和队空的情况

三.代码的实现

总结

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本章讲解内容：循环队列的讲解 →栈与队列的讲解

使用编译器：IDEA

一.循环队列概念

在学习循环队列前，我们应该学会队列知识，知识可查看: 队列的知识。循环队列可以理解为一个圆圈，首尾相连。

解析，top为队头，rear为队尾。

元素进队时，赋值给rear指针的区域，然后rear指针移动到下一区域。

元素出队时，top指针向前移动一位。

二.队满和队空的情况

队空：队列里无元素的情况，也就是还未有元素进队列，又或者元素全部出队。

图一，循环队列中并无元素，当top和rear共同指向时，无元素，为队空。

图二，同样top和rear指针相遇，可是循环队列中却全有元素。

注：因此为区别这两种情况，规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素，当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了。

队满情况：当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了。如下图

结论：队列空：front==rear; 队列满：(rear+1)%N==front;

队列元素个数：（rear – front + N)%N N为队列长度、front为头结点、rear为尾结点

三.代码的实现

我们使用数组实现循环队列。

class ArrayQueue1 {
    private int MaxSize; //数组长度
    private int front;    //头结点
    private int rear;    //尾结点
    private int[] arr;
 
    //创建队列的构造器
 
    public ArrayQueue1(int maxSize) {
        MaxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
        front = 0;
        rear = 0;
    }
 
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % MaxSize == front;
    }
 
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }
 
    public void addQueue(int n) {
        //判断队列满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列满，不能加入数据");
            return;
        }
        arr[rear] = n;
        rear = (rear + 1) % MaxSize;
    }
 
    // 获取队列的数据
    public int getQueue() {
        if (isEmpty()) {
          return -1；
        }
        // front 指向队列的第一个元素
        // front 后移
        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("队列为空");
            return;
        }
        // 从front开始遍历
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % MaxSize, arr[i % MaxSize]);
        }
    }
 
    // 显示队列的头数据，不是取出数据
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
           System.out.println("队列为空");
            return;
        }
        return arr[front];
    }
 
    //求出当前队列有效数据
    public int size() {
        return (rear + MaxSize - front) % MaxSize;
    }
}