java使用数组实现循环队列

Posted 2023-02-28 CLAY&Loser

package com.Alg;

import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;

/**
 * @ClassName: LoopQueue
 * @Description: 循环队列
 * @date 2014年1月20日 下午3:47:14
 */
public class Round_RobinQueue<T> implements Serializable 
	/**
	 * @Fields serialVersionUID : TODO
	 */
	private static final long serialVersionUID = 1L;

	private int DEFAULT_SIZE = 10;

	private int capacity;// 保存数组的长度

	private Object[] elementData;// 定义一个数组用于保存循环队列的元素

	private int front = 0;// 队头

	private int rear = 0;// 队尾

	// 以默认数组长度创建空循环队列
	public Round_RobinQueue() 
		capacity = DEFAULT_SIZE;
		elementData = new Object[capacity];
	

	// 以一个初始化元素来创建循环队列
	public Round_RobinQueue(T element) 
		this();
		elementData[0] = element;
		rear++;
	

	/**
	 * 以指定长度的数组来创建循环队列
	 * 
	 * @param element
	 *            指定循环队列中第一个元素
	 * @param initSize
	 *            指定循环队列底层数组的长度
	 */
	public Round_RobinQueue(T element, int initSize) 
		this.capacity = initSize;
		elementData = new Object[capacity];
		elementData[0] = element;
		rear++;
	

	// 获取循环队列的大小
	public int size() 
		if (isEmpty()) 
			return 0;
		
		return rear > front ? rear - front : capacity - (front - rear);
	

	// 插入队列
	public void add(T element) 
		if (rear == front && elementData[front] != null) 
			throw new IndexOutOfBoundsException("队列已满的异常");
		
		elementData[rear++] = element;
		// 如果rear已经到头，那就转头
		rear = rear == capacity ? 0 : rear;
	

	// 移除队列
	public T remove() 
		if (isEmpty()) 
			throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
		
		// 保留队列的rear端的元素的值
		T oldValue = (T) elementData[front];
		// 释放队列的rear端的元素
		elementData[front++] = null;
		// 如果front已经到头，那就转头
		front = front == capacity ? 0 : front;
		return oldValue;
	

	// 返回队列顶元素，但不删除队列顶元素
	public T element() 
		if (isEmpty()) 
			throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
		
		return (T) elementData[front];
	

	// 判断循环队列是否为空队列
	public boolean isEmpty() 
		// rear==front且rear处的元素为null
		return rear == front && elementData[rear] == null;
	

	// 清空循环队列
	public void clear() 
		// 将底层数组所有元素赋为null
		Arrays.fill(elementData, null);
		front = 0;
		rear = 0;
	

	public String toString() 
		if (isEmpty()) 
			return "[]";
		 else 
			// 如果front < rear，有效元素就是front到rear之间的元素
			if (front < rear) 
				StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
				for (int i = front; i < rear; i++) 
					sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
				
				int len = sb.length();
				return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
			
			// 如果front >= rear，有效元素为front->capacity之间、0->front之间的
			else 
				StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
				for (int i = front; i < capacity; i++) 
					sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
				
				for (int i = 0; i < rear; i++) 
					sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
				
				int len = sb.length();
				return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
			
		
	

	public static void main(String[] args) 
		Round_RobinQueue<String> queue = new Round_RobinQueue<String>("aaaa", 3);
		// 添加两个元素
		queue.add("bbbb");
		queue.add("cccc");
		// 此时队列已满
		System.out.println(queue);
		// 删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
		queue.remove();
		System.out.println("删除一个元素后的队列：" + queue);
		// 再次添加一个元素，此时队列又满
		queue.add("dddd");
		System.out.println(queue);
		System.out.println("队列满时的长度：" + queue.size());
		// 删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
		queue.remove();
		// 再次加入一个元素，此时队列又满
		queue.add("eeee");
		System.out.println(queue);