Java数据结构——循环队列

普通顺序队列存在的问题
在普通顺序队列中,入队的操作就是先将尾指针rear右移一个单位，然后将元素值赋值给rear单位。出队时，则是头指针front后移一个单位。像这样进行了一定数量的入队和出队操作后，可能会出现这样的情况：
尾指针rear已指到数组的最后有一个元素，即rear==MaxLen-1，此时若再数组的前面部分可能还有很多闲置空间，即这种溢出并非是真的没有可用的存储空间，故称这种溢出现象为“假溢出”。显然，必须要解决这一块假溢出的问题，否则顺序队列就没有太多使用价值。

循环队列
循环队列的存储结构，头、尾指针都和普通顺序队列相同。不同的只是将队列视为“环状结构”，即data[0]为紧接着data[MaxLen-1]的单元，为相邻的元素，首位成为一个环。结构如下：

 

队列为空的条件：rear==front；
队列为满的条件：（rear+1）%maxSize==front

实现：

public class MyDlQueue {
private Object data[];
private int rear;
private int front;
private int maxSize = 10;

// 初始化队列
public MyDlQueue(int maxSize) {
if (maxSize >= 0) {
this.maxSize = maxSize;
rear = front = 0;
data = new Object[maxSize];
} else {
throw new RuntimeException("初始化队列大小不能小于0");
}

}

// 判空
public boolean empty() {
return rear == front ? true : false;
}

// 判满
public boolean full() {
//maxsize加1是因为①处的rear指向队尾的后一个
return ((rear + 1) % (maxSize + 1)) == front ? true : false;
}

// 入队
public boolean add(Object obj) {
if (full()) {
throw new RuntimeException("队满");
} else {
rear = rear % maxSize; //防止数组越界
data[rear] = obj;
rear = (rear + 1) % (maxSize + 1); //①
return true;
}
}

// 出队
public Object poll() {
if (empty()) {
throw new RuntimeException("队空");
} else {
Object value = data[front];
data[front] = null;
front = (front + 1) % maxSize;
return value;
}
}

// 获取队首元素
public Object peek() {
if (empty()) {
throw new RuntimeException("队空");
} else {
return data[front];
}
}

// 返回队列长度
public int length() {
return rear - front;
}

public static void main(String[] args) {
MyDlQueue queue = new MyDlQueue(5);
queue.add(1);
queue.add(2);
queue.add(3);
queue.add(4);
queue.add(5);
System.out.println(queue.length());
System.out.println(queue.empty());
System.out.println(queue.peek());
System.out.println(queue.poll());
queue.add("aaa");
for (Object obj : queue.data) {
System.out.print(obj + " ");
}
}
}