public class CircleArrayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        
        //測試一把
        System.out.println("測試數(shù)組模擬環(huán)形隊列的案例~~~");
        
        // 創(chuàng)建一個環(huán)形隊列
        CircleArray queue = new CircleArray(4); //說明設(shè)置4, 其隊列的有效數(shù)據(jù)最大是3
        char key = ' '; // 接收用戶輸入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);//
        boolean loop = true;
        // 輸出一個菜單
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 顯示隊列");
            System.out.println("e(exit): 退出程序");
            System.out.println("a(add): 添加數(shù)據(jù)到隊列");
            System.out.println("g(get): 從隊列取出數(shù)據(jù)");
            System.out.println("h(head): 查看隊列頭的數(shù)據(jù)");
            key = scanner.next().charAt(0);// 接收一個字符
            switch (key) {
            case 's':
                queue.showQueue();
                break;
            case 'a':
                System.out.println("輸出一個數(shù)");
                int value = scanner.nextInt();
                queue.addQueue(value);
                break;
            case 'g': // 取出數(shù)據(jù)
                try {
                    int res = queue.getQueue();
                    System.out.printf("取出的數(shù)據(jù)是%d\n", res);
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                break;
            case 'h': // 查看隊列頭的數(shù)據(jù)
                try {
                    int res = queue.headQueue();
                    System.out.printf("隊列頭的數(shù)據(jù)是%d\n", res);
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
                break;
            case 'e': // 退出
                scanner.close();
                loop = false;
                break;
            default:
                break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~~");
    }

}


class CircleArray {
    private int maxSize; // 表示數(shù)組的最大容量
    //front 變量的含義做一個調(diào)整： front 就指向隊列的第一個元素, 也就是說 arr[front] 就是隊列的第一個元素 
    //front 的初始值 = 0
    private int front; 
    //rear 變量的含義做一個調(diào)整：rear 指向隊列的最后一個元素的后一個位置. 因為希望空出一個空間做為約定.
    //rear 的初始值 = 0
    private int rear; // 隊列尾
    private int[] arr; // 該數(shù)據(jù)用于存放數(shù)據(jù), 模擬隊列
    
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }
    
    // 判斷隊列是否滿
    public boolean isFull() {
        return (rear  + 1) % maxSize == front;
    }
    
    // 判斷隊列是否為空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }
    
    // 添加數(shù)據(jù)到隊列
    public void addQueue(int n) {
        // 判斷隊列是否滿
        if (isFull()) {
            System.out.println("隊列滿关炼，不能加入數(shù)據(jù)~");
            return;
        }
        //直接將數(shù)據(jù)加入
        arr[rear] = n;
        //將 rear 后移, 這里必須考慮取模
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }
    
    // 獲取隊列的數(shù)據(jù), 出隊列
    public int getQueue() {
        // 判斷隊列是否空
        if (isEmpty()) {
            // 通過拋出異常
            throw new RuntimeException("隊列空程腹，不能取數(shù)據(jù)");
        }
        // 這里需要分析出 front是指向隊列的第一個元素
        // 1. 先把 front 對應(yīng)的值保留到一個臨時變量
        // 2. 將 front 后移, 考慮取模
        // 3. 將臨時保存的變量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;

    }
    
    // 顯示隊列的所有數(shù)據(jù)
    public void showQueue() {
        // 遍歷
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("隊列空的，沒有數(shù)據(jù)~~");
            return;
        }
        // 思路：從front開始遍歷儒拂，遍歷多少個元素
        // 動腦筋
        for (int i = front; i < front + size() ; i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }
    
    // 求出當(dāng)前隊列有效數(shù)據(jù)的個數(shù)
    public int size() {
        // rear = 2
        // front = 1
        // maxSize = 3 
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;   
    }
    
    // 顯示隊列的頭數(shù)據(jù)寸潦， 注意不是取出數(shù)據(jù)
    public int headQueue() {
        // 判斷
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("隊列空的，沒有數(shù)據(jù)~~");
        }
        return arr[front];
    }
}