java實現(xiàn)循環(huán)隊列—基于順序存儲結(jié)構(gòu)

首先讓我們先簡單地來認識一下隊列:

隊列介紹

隊列一種受限線性表润脸,只允許在一段進行插入,在另一端進行刪除倔矾。它還有個好搭檔叫“椡”柱锹,經(jīng)常被一起提起,棧是一種先進后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)丰包,而隊列則是一種先進先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)禁熏,在英文中被稱作First in,First out。故隊列又經(jīng)常被叫作FIFO表烫沙。

隊列分類

順序隊列匹层、循環(huán)隊列。

隊列的實現(xiàn)原理

先看順序隊列锌蓄,一個頭指針升筏,一個尾指針。進隊尾指針后移瘸爽,出隊時頭指針后移您访。并且出隊之后,所有元素可以前移(也可以不前移)剪决。

隊列實現(xiàn)原理

元素不前移機制的操作示意圖:


隊列操作示意圖

假溢出現(xiàn)象:

當我們采用順序隊列的時候灵汪,如果采用“元素不前移”的機制,當尾指針到達上邊界時柑潦,就會認為隊列已滿享言,但此時低端空間由于出隊可能還有空閑空間。如圖所示:

假溢出現(xiàn)象

假溢出的解決辦法:

這便是循環(huán)隊列渗鬼。即當尾指針到達上邊界時览露,可以回到下邊界的位置,從而繼續(xù)進行入隊操作譬胎。


循環(huán)隊列解決假溢出
隊列的判空差牛、判滿

那么問題來了,我們使用了循環(huán)隊列之后堰乔,又該如何判斷隊列是空偏化,還是滿呢?使用以下的方法:
①判空:front=rear
②問題:想想镐侯,出隊時頭指針后移侦讨,遇尾指針相遇時隊空。入隊時苟翻,尾指針后移韵卤,與頭指針相遇時隊滿,也是front=read呀袜瞬!但這個公式判空已經(jīng)用了怜俐,那么判滿就不能使用front=rear了。
③判滿:使用公式:(rear+1)%size=front邓尤。判滿時拍鲤,隊列實際上并真正的滿贴谎,我們實際上是浪費了一個數(shù)組空間。還差一個滿時就認為已經(jīng)它滿了季稳。如圖(已滿隊列):


滿隊列示意圖
java代碼實現(xiàn)
public class CirQueue {
    private Object[] objs;
    private int front = 0;// 頭指針
    private int rear = 0;// 尾指針
    private int size;// 空間大小
    private int length = 0;

    // 初始化
    public CirQueue(int size) {
        this.size = size;
        objs = new Object[size];
    }

    // 計算長度(即隊列元素個數(shù))
    public int getLength() {
        return length;
    }

    // 判空
    public boolean isEmpty() {
        if (front == rear) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    // 判滿
    public boolean isFull() {
        if ((rear + 1) % size == front) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    // 入隊
    public boolean enQueue(Object n) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        rear = (rear + 1) % size;// 體現(xiàn)循環(huán)
        objs[rear] = n;
        length++;
        return true;
    }

    // 出隊
    public Object deQueue() {
        Object n = null;
        if (!isEmpty()) {
            front = (front + 1) % size;// 體現(xiàn)循環(huán)
            n = objs[front];
            objs[front] = null;
            length--;
        }
        return n;
    }

    // 輸出
    public void show() {
        for (Object obj : objs) {
            if (obj == null) {
                System.out.print("空   ");
            } else {
                System.out.print(obj.toString() + "  ");
            }
        }
        System.out.println("");
    }
}
//java入口
public class Main {
    public static void main(String[]args){
        CirQueue queue=new CirQueue(5);
        queue.show();
        System.out.println("是否為空:"+queue.isEmpty());
        System.out.println("初始長度:"+queue.getLength());
        queue.enQueue(1);
        queue.enQueue(2);
        queue.enQueue(3);
        queue.enQueue(4);
        queue.show();
        System.out.println("是否已滿:"+queue.isFull());
        System.out.println("現(xiàn)有長度:"+queue.getLength());
        queue.enQueue(6);
        queue.deQueue();
        queue.deQueue();
        queue.enQueue(5);
        queue.enQueue(6);
        queue.show();
        System.out.println("是否已滿:"+queue.isFull());
        System.out.println("現(xiàn)有長度:"+queue.getLength());
        queue.deQueue();
        queue.deQueue();
        queue.deQueue();
        queue.deQueue();
        queue.show();
        System.out.println("是否為空:"+queue.isEmpty());
        System.out.println("現(xiàn)有長度:"+queue.getLength());
    }
}

運行結(jié)果:


運行結(jié)果
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