Java代碼實現(xiàn)循環(huán)隊列的示例代碼
循環(huán)隊列結(jié)構(gòu)

隊列特點
- 隊列為一種特殊的線性表,特殊之處在于它只允許在表的前端(front)進行刪除操作,而在表的后端(rear)進行插入操作,和棧一樣,隊列是一種操作受限制的線性表。進行插入操作的端稱為隊尾,進行刪除操作的端稱為隊頭。隊列中沒有元素時,稱為空隊列。
- 隊列的數(shù)據(jù)元素又稱為隊列元素。在隊列中插入一個隊列元素稱為入隊,從隊列中刪除一個隊列元素稱為出隊。因為隊列只允許在一端插入,在另一端刪除,所以只有最早進入隊列的元素才能最先從隊列中刪除,故隊列又稱為先進先出(FIFO—first in first out)線性表。
循環(huán)隊列優(yōu)缺點
循環(huán)隊列的優(yōu)點:
- 可以有效的利用資源。用數(shù)組實現(xiàn)隊列時,如果不移動,隨著數(shù)據(jù)的不斷讀寫,會出現(xiàn)假滿隊列的情況。即尾數(shù)組已滿但頭數(shù)組還是空的;循環(huán)隊列也是一種數(shù)組,只是它在邏輯上把數(shù)組的頭和尾相連,形成循環(huán)隊列,當數(shù)組尾滿的時候,要判斷數(shù)組頭是否為空,不為空繼續(xù)存放數(shù)據(jù)。
循環(huán)隊列的缺點:
- 循環(huán)隊列中,由于入隊時尾指針向前追趕頭指針;出隊時頭指針向前追趕尾指針,造成隊空和隊滿時頭尾指針均相等。因此,判別隊列是"空"是"滿"需要特殊處理 —— 判斷隊列為空的條件還是head == tail,但是判斷隊列已滿的條件則是(tail+1)%size==head。
應用場景
最經(jīng)典的就是類似于約瑟夫環(huán)的問題,可以使用循環(huán)隊列。
Java代碼實現(xiàn)循環(huán)隊列
// 基于數(shù)組實現(xiàn)一個循環(huán)鏈表
public class CircleArrayQueue<T> {
// 定義數(shù)組用于存放數(shù)據(jù)
private T[] arr;
private int head; // 記錄隊列頭
private int tail; // 記錄隊列尾
private int size; // 數(shù)組大小
// 循環(huán)鏈表初始化
public CircleArrayQueue(int cap){
this.arr = (T[])new Object[cap];
this.head = 0;
this.tail = 0;
this.size = cap;
}
// 入隊方法
public void offer(T data){
// 判斷循環(huán)隊列是否已滿,滿了就直接return
if((tail + 1) % size == head){
return;
}
arr[tail] = data; // 向尾加入元素
tail = (tail + 1) % size; // 將尾指針后移1,考慮端點情況處理
}
// 出隊方法
public T poll(){
// 循環(huán)隊列為空則直接返回null
if(isEmpty()){
return null;
}
T pollData = arr[head]; // 找到出隊元素
arr[head] = null; // 清除出隊位置的元素
head = (head + 1) % size; // 將尾指針后移1,考慮端點情況處理
return pollData;
}
// 判斷循環(huán)隊列是否為空
public boolean isEmpty(){
return head == tail;
}
// 測試
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("出隊元素:" + poll1);
String poll2 = arrayQueue.poll();
System.out.println("出隊元素:" + poll2);
}
}
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