java循环队列判断为空_Java - 可循环队列

迷南。 2022-11-07 05:27 180阅读 0赞

队列是一种特殊的线性表，是一种先进先出的数据结构。只允许在表的前端进行删除操作，在表的后端进行插入操作。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。

简单的循环队列实现比较容易，队头获取数据、队头弹出获取数据，队尾插入数据。下面来研究一下可以无限循环使用的队列。思路如下：

1、数据结构

int\[\] elements：底层采用数组实现，用来存储队列的所有元素；

maxSize：数组最大容量；

first：队头索引属性；

size：队列有效元素的个数；

1，2，3，4，5

2、算法

这里采用最大容量为5的队列来说明，即maxSize设为5。

(1) 第一次使用队列时，依次添加5个元素：1，2，3，4，5，first指向1，size 大小为5，maxSize为5。

1，2，3，4，5

算法很简单：添加1时，各种为空、队列已满的判断条件暂时省掉；

add(int value) \{

if (size == 0) \{

first = 0；

\}

elements\[size++\] = value;

\}

(2) 调用2次pop()方法弹出获取队列元素，此时队列数据结构如下：

1，2，3，4，5

size为3，first指向3，maxSize始终为5。

pop() \{

size--;

return elements\[first++\];

\}

(3) 此时我们再向队列添加元素6、7，此时队列数据结构如下：

1，2，3，4，5

6，7，3，4，5

访问的顺序应该为：3, 4, 5, 6, 7，其中size为5，first指向3。此时步骤1、2的算法明显不支持数组的循环使用，我们需要利用取模来循环添加数据到数组，具体算法如下：

public classMyQueue \{/\*\*\* 底层数组\*/

private int\[\] elements;/\*\*\* 队列最大容量\*/

private intmaxSize;/\*\*\* 队列头索引\*/

private intfirst;/\*\*\* 队列有效元素的个数\*/

private intsize;public MyQueue(intmaxSize) \{this.maxSize =maxSize;

elements= new int\[maxSize\];

first= -1;

size= 0;

\}/\*\*\* 添加元素

\*

\*@paramvalue\*/

public void add(intvalue) \{if(isFull()) \{throw new RuntimeException("队列已满。");

\}if(isEmpty()) \{

first= 0;

\}//队列未满但是(first + size >= maxSize)时，说明数组elements的first索引之后所有位置已填满，//first索引之前有空位置可以插入元素， 新增元素插入位置算法为：(first + size) % maxSize。

if (first + size >=maxSize) \{

elements\[(first+ size) % maxSize\] =value;

\}else\{

elements\[first+ size\] =value;

\}

size++;

\}/\*\*\* 获取队列元素，只能取队列头，弹出式获取。

\*

\*@return

\*/

public intpop() \{if(isEmpty()) \{throw new RuntimeException("队列为空。");

\}

size--;//first 索引指向maxSize - 1时，即first已到达数组最后的位置，则弹出之后需将first指向第1个元素，//实现数组循环使用

if (first == maxSize -1) \{int tmp =elements\[first\];

first= 0;returntmp;

\}else\{return elements\[first++\];

\}

\}/\*\*\* 获取元素，不弹出

\*

\*@return

\*/

public intpeek() \{if(isEmpty()) \{throw new RuntimeException("队列为空。");

\}returnelements\[first\];

\}public booleanisFull() \{return size ==maxSize;

\}public booleanisEmpty() \{return size <= 0;

\}public voiddisplay() \{if(isEmpty()) \{

System.out.println("Queue is empty.");return;

\}

StringBuilder str= newStringBuilder();for (int i = first; i < first + size; i++) \{if (i >=maxSize) \{

str.append(elements\[i% maxSize\] + ", ");

\}else\{

str.append(elements\[i\]+ ", ");

\}

\}

System.out.println(str.substring(0, str.length() - 2));

\}public intsize() \{returnsize;

\}

\}

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