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; } }