Java 数据结构 & 算法宁可累死自己, 也要卷死别人 6 循环队列
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【Java 数据结构 & 算法】⚠️宁可累死自己, 也要卷死别人 6⚠️ 循环队列
概述
从今天开始, 小白我将带大家开启 Jave 数据结构 & 算法的新篇章.
循环队列
循环队列 (Circular Queue) 是一种特殊的队列. 循环队列解决了队列出队时需要将所有数据前移一位 (复杂度为 O(n)) 的问题.
循环队列的底层依然是数组, 不过增加了指向头和尾的指针.
循环队列实现
- 判断队列是否为空: 当头指针 Q.front == 尾指针 Q.rear, 队列为空
- 判断队列是否为满: 当头指针 Q.front == 尾指针 Q.rear + 1) % Maxsize, 队列为满
改变队列大小
// 改变队列大小
private void resize(int capacity)
// 定义新数组
E[] newData = (E[]) new Object[capacity + 1];
// 转移数组元素
for (int i = 0; i < size; i++)
newData[i] = data[(i +front) % data.length];
// 更新
data = newData;
front = 0;
rear = size;
enqueue 方法
// 入队
public void enqueue(E e)
// 判断是否为满
if((rear + 1) % data.length == front)
resize(getCapacity() * 2);
// 队伍加入
data[rear] = e;
rear = (rear + 1) % data.length;
size++;
dequeue 方法
// 出队
public E dequeue()
// 判断是否为空
if(isEmpty())
throw new RuntimeException("队列为空");
// 取出第一个元素
E element = data[front];
data[front] = null;
// 移动头指针
front = (front + 1) % data.length;
// 数组大小-1
size--;
// 判断是否需要缩小
if(size==getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0)
resize(getCapacity() / 2);
return element;
main
// 主函数
public static void main(String[] args)
// 创建循环队列
CircularQueue<Integer> queue = new CircularQueue<>(5);
// 入队
for (int i = 0; i < 8; i++)
queue.enqueue(i);
System.out.println(queue);
// 出队
for (int i = 0; i < 8; i++)
queue.dequeue();
System.out.println(queue);
输出结果:
CircularQueuedata=[0, null, null, null, null, null], front=0, rear=1, size=1
CircularQueuedata=[0, 1, null, null, null, null], front=0, rear=2, size=2
CircularQueuedata=[0, 1, 2, null, null, null], front=0, rear=3, size=3
CircularQueuedata=[0, 1, 2, 3, null, null], front=0, rear=4, size=4
CircularQueuedata=[0, 1, 2, 3, 4, null], front=0, rear=5, size=5
CircularQueuedata=[0, 1, 2, 3, 4, 5, null, null, null, null, null], front=0, rear=6, size=6
CircularQueuedata=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, null, null, null, null], front=0, rear=7, size=7
CircularQueuedata=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, null, null, null], front=0, rear=8, size=8
CircularQueuedata=[null, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, null, null, null], front=1, rear=8, size=7
CircularQueuedata=[null, null, 2, 3, 4, 5, 6, 7, null, null, null], front=2, rear=8, size=6
CircularQueuedata=[null, null, null, 3, 4, 5, 6, 7, null, null, null], front=3, rear=8, size=5
CircularQueuedata=[null, null, null, null, 4, 5, 6, 7, null, null, null], front=4, rear=8, size=4
CircularQueuedata=[null, null, null, null, null, 5, 6, 7, null, null, null], front=5, rear=8, size=3
CircularQueuedata=[6, 7, null, null, null, null], front=0, rear=2, size=2
CircularQueuedata=[7, null, null], front=0, rear=1, size=1
CircularQueuedata=[null, null], front=0, rear=0, size=0
完整代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
public class CircularQueue<E>
private E[] data;
private int front, rear;
private int size;
// 无参构造
public CircularQueue()
this(10);
// 有参构造
public CircularQueue(int capacity)
data = (E[]) new Object[capacity + 1];
front = rear = size = 0;
// 入队
public void enqueue(E e)
// 判断是否为满
if((rear + 1) % data.length == front)
resize(getCapacity() * 2);
// 队伍加入
data[rear] = e;
rear = (rear + 1) % data.length;
size++;
// 出队
public E dequeue()
// 判断是否为空
if(isEmpty())
throw new RuntimeException("队列为空");
// 取出第一个元素
E element = data[front];
data[front] = null;
// 移动头指针
front = (front + 1) % data.length;
// 数组大小-1
size--;
// 判断是否需要缩小
if(size==getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0)
resize(getCapacity() / 2);
return element;
// 获取队列大小
public int getSize()
return size;
// 获取队列容量
public int getCapacity()
return data.length - 1;
// 队列是否为空
public boolean isEmpty()
return front == rear;
// 改变队列大小
private void resize(int capacity)
// 创建新数组
E[] newData = (E[]) new Object[capacity + 1];
// 转移数组元素
for (int i = 0; i < size; i++)
newData[i] = data[(i +front) % data.length];
// 更新
data = newData;
front = 0;
rear = size;
@Override
public String toString()
return "CircularQueue" +
"data=" + Arrays.toString(data) +
", front=" + front +
", rear=" + rear +
", size=" + size +
'';
// 主函数
public static void main(String[] args)
// 创建循环队列
CircularQueue<Integer> queue = new CircularQueue<>(5);
// 入队
for (int i = 0; i < 8; i++)
queue.enqueue(i);
System.out.println(queue);
// 出队
for (int i = 0; i < 8; i++)
queue.dequeue();
System.out.println(queue);
以上是关于Java 数据结构 & 算法宁可累死自己, 也要卷死别人 6 循环队列的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
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