Java实现循环队列

一、分析

　　队列是一种先进先出的线性表，它只允许在表的一端进行插入，而在另一端删除元素。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。

　　循环队列是一种以顺序存储结构表示的队列，为了解决“假溢出”问题而将它设计成头尾相接的循环结构，它的基本操作如下：

　　　　1、初始化循环队列

　　　　2、销毁循环队列

　　　　3、清空循环队列

　　　　4、检测循环队列是否为空

　　　　5、返回循环队列的元素个数

　　　　6、返回循环队列头元素

　　　　7、向队尾插入元素

　　　　8、删除并返回队头元素

　　　　9、遍历循环队列

　　在循环队列中，除了用一组地址连续的存储单元依次存储从队头到队尾的元素外，还需要附设两个整型变量front和rear分别指示队头和队尾的位置。

　　在Java中，我们可以将循环队列视作一个类，通过成员变量数组来表示一组地址连续的存储单元，再定义两个成员变量front和rear，将循环队列的基本操作定义成类的方法，循环效果则用“模”运算实现，以此来实现循环队列。这样，初始化循环队列就是将类实例化，销毁就是销毁实例化出来的对象。

二、实现

 1、定义类属性和构造函数

class InitQueue{
    
    private int [] queue = null;
    
    private int front = 0;
    
    private int rear = 0;
    
    private boolean empty = true;  　　　　//true表示循环队列为空
    
    public InitQueue(int max) {  　　　　　//构造指定大小的循环队列
        this.queue = new int[max];
    }
}

2、清空循环队列

public void clearQueue() {
    this.front = 0;
    this.rear = 0;
    this.empty = true;
}

3、检测循环队列是否为空

public boolean queueEmpty() {
    if(this.empty == true) {
        return true;
    }else {
        return false;
    }
}

4、返回循环队列的元素个数

public int queueLength() {
    if (this.front == this.rear && this.empty == false) {
        return this.queue.length;  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//如果循环队列已满，返回数组长度即元素个数
    }
    return (this.rear - this.front + this.queue.length) % this.queue.length;  　　//否则，取模运算得到长度
}

5、返回循环队列头元素

public int [] getHead() {

    if (this.empty == true) {
        return null;
    }

    int [] i = new int[1];
    i[0] = queue[this.front];
    return i;
}

6、向队尾插入元素

public boolean enQueue(int value) {

    if (this.empty == false && this.front == this.rear) {
        return false;
    }

    this.queue[this.rear] = value;
    this.rear = (this.rear + 1) % this.queue.length;
    this.empty = false;
    return true;
}

7、删除并返回队头元素

public int [] deQueue() {

    if (this.empty == true) {
        return null;
    }

    int [] i = new int[1];
    i[0] = this.queue[this.front];  　　　　　　　　　　　　　　//获取队头元素

    this.front = (this.front + 1) % this.queue.length;  　　//删除队头元素（front指针加一）

    if(this.front == this.rear) {  　　　　　　　　　　　　　　 //如果循环队列变空，改变标志位
        this.empty = true;
    }
    return i;
}

8、遍历循环队列

public String queueTraverse() {  　　　　　　　　　　　　　　　　　　//此处用输出循环队列表示遍历

    String s = "";
    int i = this.front;  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//i指向第一个元素

    if(this.front == this.rear && this.empty == false) {  　　　//如果循环队列已满，取出第一个元素，i指向下一个元素
        s += this.queue[i] + "、";
        i = (i + 1) % this.queue.length;
    }

    while (i != this.rear) {  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//如果未到末尾，则循环读取元素
        s += this.queue[i] + "、";
        i = (i + 1) % this.queue.length;
    }

    if(s.length() == 0) {  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//如果没有读取到元素，直接返回空字符串
        return s;
    }
    return s.substring(0,s.length() - 1);  　　　　　　　　　　　　//除去最后的顿号返回
}

三、小结

　　以上就是循环队列用Java的实现，由于只定义了整数的数组，因此只能操作整数数据，但循环队列的基本思想都已实现。