数组实现队列

1、队列的定义

​ 队列是一个有序列表，可以使用数组或者链表来实现。其遵循先入先出原则，即先存入队列的元素要先取出；后存入队列的元素要后取出。

2、数组模拟队列的分析

• 使用数组的结构来存储队列的数据，需要声明一个最大容量以及两个变量来存储首尾位置。
• 赋初始值首指针 front = 0，尾指针 rear = 0；首指针指向的是第一个数据，尾指针指向的是最后一个数据的下一个位置，此处留一个空余位置作为约定。
• 判断队列满的条件是尾指针加一对最大容量取模等于首指针时，队列满，即：(rear + 1) % maxSize == front。例：数组容量为10，当rear = 9， front = 0 时，队列满。
• 判断队列为空的条件是首指针等于尾指针，即 front == rear。
• 这时的队列是一个环形的队列，队列中的有效数据个数为 (rear + maxSize - front) % maxSize。
• 在队列添加元素时，首先需要去判断队列是否满，不满才能进行后续操作。

3、实现代码

public class ArrayQueue {

    private int maxSize;//数组的最大容量
    private int front;//队列头部,指向队列的头部，包含第一个数据
    private int rear;//队列尾部,指向队列的尾部，最后一个数据的后一个位置
    private int[] arr;//存放队列的数据

    public ArrayQueue(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    /**
     * 判断队列是否满：尾部指向数组最大长度减一时满
     * @return
     */
    public boolean isFull(){
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    /**
     * 判断队列是否为空：首部等于尾部是为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }

    /**
     * 添加数据到队列中
     * @param data
     */
    public void addQueue(int data){
        //判断队列是否满
        if (isFull()){
            System.out.println("队列已满，不能添加数据");
            return;
        }
        arr[rear] = data;
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    /**
     * 从队列中取出数据
     * @return
     */
    public int getQueue(){
        //判断队列是否为空
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
        }
        int val = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return val;
    }
}