Java代码实现循环队列的示例代码

循环队列结构

队列特点

  • 队列为一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。
  • 队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队，从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入，在另一端删除，所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除，故队列又称为先进先出（FIFO—first in first out）线性表。

循环队列优缺点

循环队列的优点：

  • 可以有效的利用资源。用数组实现队列时，如果不移动，随着数据的不断读写，会出现假满队列的情况。即尾数组已满但头数组还是空的；循环队列也是一种数组，只是它在逻辑上把数组的头和尾相连，形成循环队列，当数组尾满的时候，要判断数组头是否为空，不为空继续存放数据。

循环队列的缺点：

  • 循环队列中，由于入队时尾指针向前追赶头指针；出队时头指针向前追赶尾指针，造成队空和队满时头尾指针均相等。因此，判别队列是"空"是"满"需要特殊处理 —— 判断队列为空的条件还是head == tail，但是判断队列已满的条件则是(tail+1)%size==head。

应用场景

最经典的就是类似于约瑟夫环的问题，可以使用循环队列。

Java代码实现循环队列

// 基于数组实现一个循环链表
public class CircleArrayQueue<T> {

    // 定义数组用于存放数据
    private T[] arr;
    private int head;  // 记录队列头
    private int tail;  // 记录队列尾
    private int size;  // 数组大小
    // 循环链表初始化
    public CircleArrayQueue(int cap){
        this.arr = (T[])new Object[cap];
        this.head = 0;
        this.tail = 0;
        this.size = cap;
    }
    // 入队方法
    public void offer(T data){
        // 判断循环队列是否已满，满了就直接return
        if((tail + 1) % size == head){
            return;
        }
        arr[tail] = data;     // 向尾加入元素
        tail = (tail + 1) % size; // 将尾指针后移1，考虑端点情况处理
    }
    // 出队方法
    public T poll(){
        // 循环队列为空则直接返回null
        if(isEmpty()){
            return null;
        }
        T pollData = arr[head];   // 找到出队元素
        arr[head] = null;         // 清除出队位置的元素
        head = (head + 1) % size; // 将尾指针后移1，考虑端点情况处理
        return pollData;
    }
    // 判断循环队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return head == tail;
    }
    // 测试
    public static void main(String[] args) {
        CircleArrayQueue<String> arrayQueue = new CircleArrayQueue<>(5);
        arrayQueue.offer("a");
        arrayQueue.offer("b");
        arrayQueue.offer("c");
        arrayQueue.offer("d");
        arrayQueue.offer("e");
        arrayQueue.offer("f");
        System.out.println(arrayQueue);
        String poll1 = arrayQueue.poll();
        System.out.println("出队元素：" + poll1);
        String poll2 = arrayQueue.poll();
        System.out.println("出队元素：" + poll2);
    }
}

到此这篇关于Java代码实现循环队列的文章就介绍到这了,更多相关Java实现循环队列内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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