Java實現循環隊列

一、分析

　　隊列是一種先進先出的線性表，它只允許在表的一端進行插入，而在另一端刪除元素。允許插入的一端稱為隊尾，允許刪除的一端稱為隊頭。

　　循環隊列是一種以順序存儲結構表示的隊列，為了解決“假溢出”問題而將它設計成頭尾相接的循環結構，它的基本操作如下：

　　　　1、初始化循環隊列

　　　　2、銷毀循環隊列

　　　　3、清空循環隊列

　　　　4、檢測循環隊列是否為空

　　　　5、返回循環隊列的元素個數

　　　　6、返回循環隊列頭元素

　　　　7、向隊尾插入元素

　　　　8、刪除並返回隊頭元素

　　　　9、遍歷循環隊列

　　在循環隊列中，除了用一組地址連續的存儲單元依次存儲從隊頭到隊尾的元素外，還需要附設兩個整型變量front和rear分別指示隊頭和隊尾的位置。

　　在Java中，我們可以將循環隊列視作一個類，通過成員變量數組來表示一組地址連續的存儲單元，再定義兩個成員變量front和rear，將循環隊列的基本操作定義成類的方法，循環效果則用“模”運算實現，以此來實現循環隊列。這樣，初始化循環隊列就是將類實例化，銷毀就是銷毀實例化出來的對象。

二、實現

 1、定義類屬性和構造函數

class InitQueue{
    
    private int [] queue = null;
    
    private int front = 0;
    
    private int rear = 0;
    
    private boolean empty = true;  　　　　//true表示循環隊列為空
    
    public InitQueue(int max) {  　　　　　//構造指定大小的循環隊列
        this.queue = new int[max];
    }
}

2、清空循環隊列

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

3、檢測循環隊列是否為空

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

4、返回循環隊列的元素個數

public int queueLength() {
    if (this.front == this.rear && this.empty == false) {
        return this.queue.length;  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//如果循環隊列已滿，返回數組長度即元素個數
    }
    return (this.rear - this.front + this.queue.length) % this.queue.length;  　　//否則，取模運算得到長度
}

5、返回循環隊列頭元素

public int [] getHead() {

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

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

6、向隊尾插入元素

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、刪除並返回隊頭元素

public int [] deQueue() {

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

    int [] i = new int[1];
    i[0] = this.queue[this.front];  　　　　　　　　　　　　　　//獲取隊頭元素

    this.front = (this.front + 1) % this.queue.length;  　　//刪除隊頭元素（front指針加一）

    if(this.front == this.rear) {  　　　　　　　　　　　　　　 //如果循環隊列變空，改變標志位
        this.empty = true;
    }
    return i;
}

8、遍歷循環隊列

public String queueTraverse() {  　　　　　　　　　　　　　　　　　　//此處用輸出循環隊列表示遍歷

    String s = "";
    int i = this.front;  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//i指向第一個元素

    if(this.front == this.rear && this.empty == false) {  　　　//如果循環隊列已滿，取出第一個元素，i指向下一個元素
        s += this.queue[i] + "、";
        i = (i + 1) % this.queue.length;
    }

    while (i != this.rear) {  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//如果未到末尾，則循環讀取元素
        s += this.queue[i] + "、";
        i = (i + 1) % this.queue.length;
    }

    if(s.length() == 0) {  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//如果沒有讀取到元素，直接返回空字符串
        return s;
    }
    return s.substring(0,s.length() - 1);  　　　　　　　　　　　　//除去最后的頓號返回
}

三、小結

　　以上就是循環隊列用Java的實現，由於只定義了整數的數組，因此只能操作整數數據，但循環隊列的基本思想都已實現。