队列是一个有序的列表，可以用数组或是链表来实现。
队列是遵循先入先出的原则，即：先存入队列的数据，要先取出，后存入的要后取出。
就像水管一样，先流进去的水，就先流出来。
队列本身是有序的列表，若使用数组的结构来存储队列的数据的话，声明一个队列为Queue，在给队列设置一个最大容量（maxSize）
因为队列的输入输出分别是从前后端来处理的，因此也就需要两个变量（front、rear）来分别指出队列的前后端，front会随着数据的输出而改变，rear会随着数据的输入而改变。
当我们要给数组当中存入元素的时候，应该怎么操作：
- 首先一个将rear指针后移：rear+1
- 若尾指针rear小于队列的最大下标maxSize - 1时，则将数据直接存入rear所指的数据元素当中，否则的话，就是无法存入的。即rear = maxSize-1的时候就队列满了。
//使用数组模拟队列
class ArrayQueue {
private int maxSize;//表示数组的最大量
private int front;//队列头指针
private int rear;//队列尾直至
private int[] arr;//该数组用于存放数据
//创建队列
public ArrayQueue(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = -1; //指向队列头部，指向队列头前一个位置
rear = -1; //指向队列尾部，即包含队列尾
}
//判断队列是否满
public boolean isFull() {
return rear == maxSize - 1;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列已经满了，不能添加数据了");
return;
}
rear++;//让尾指针后移
arr[rear] = n;
}
//获取队列的数据，让数据出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否空
if (isEmpty()) {
//通过抛异常来处理
throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");
}
front++;
return arr[front];
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列空");
return;
}
for (int i = front + 1; i < rear + 1; i++) {
System.out.print("arr[" + i + "]=" + arr[i] + "t");
}
System.out.println();
}
//显示队列的头数据
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空");
}
return arr[front + 1];
}
}
调用测试这个代码，在这为了演示，我将列表的长度给为3
import java.util.Scanner;
public class ArrayQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
ArrayQueue arrayQueue = new ArrayQueue(3);
char key = ' ';//接受用户输入
Scanner input = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
while (loop) {
System.out.print("显示队列（s）");
System.out.print("添加数据（a）");
System.out.print("取出数据（g）");
System.out.print("查看头数据（h）");
System.out.println("退出数据（e）");
key = input.next().charAt(0); //接受一个数据
switch (key) {
case 's':
arrayQueue.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.print("请输入一个数");
int value = input.nextInt();
arrayQueue.addQueue(value);
break;
case 'g':
try {
int res = arrayQueue.getQueue();
System.out.println("取出的数据是：" + res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h':
try {
int res = arrayQueue.headQueue();
System.out.println("查看队列头的数据是：" + res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
input.close();
loop = false;
break;
}
}
System.out.println("程序退出");
}
}
运行结果：
在这我们就要思考一个问题，在上面的思想当中，一个列表我们只能用一次就结束了，所以我们现在就要让这个列表循环起来，要进行一个复用来。
所以我们可以在这使用数组来模拟出环形队列。
环形队列思路分析front变量的含义在这做一次改变：front就指向队列的第一个元素，也就是说arr[front]就是队列的第一个元素。默认值为0
rear变量的含义做一个改变：rear指向队列最后一个元素的后一个位置。默认值为0（在这里是希望有一个空间来作为约定的）
当队列满的时候，条件就是 (rear+1)%maxSize == front 满足这个条件数组就满了。
队列中的有序的数据个数为：（rear +maxSize - front ）%maxSize
环形队列代码演示//使用数组模拟队列
class CircleArray {
private int maxSize;//表示数组的最大量
private int front;//队列头指针
private int rear;//队列尾直至
private int[] arr;//该数组用于存放数据
//创建队列
public CircleArray(int arrMaxSize) {
maxSize = arrMaxSize;
arr = new int[maxSize];
front = 0; //指向队列头部，指向队列头前一个位置
rear = 0; //指向队列尾部，即包含队列尾
}
//判断队列是否满
public boolean isFull() {
return (rear + 1) % maxSize == front;
}
//判断队列是否为空
public boolean isEmpty() {
return rear == front;
}
//添加数据到队列
public void addQueue(int n) {
//判断队列是否满
if (isFull()) {
System.out.println("队列已经满了，不能添加数据了");
return;
}
arr[rear] = n;
//让尾指针后移
rear = (rear + 1) % maxSize;
}
//获取队列的数据，让数据出队列
public int getQueue() {
//判断队列是否空
if (isEmpty()) {
//通过抛异常来处理
throw new RuntimeException("队列为空,没有数据");
}
//front指向第一个元素
int res = arr[front];
front = (front + 1) % maxSize;
return res;
}
//显示队列的所有数据
public void showQueue() {
if (isEmpty()) {
System.out.println("队列空");
return;
}
//遍历一个是从front开始的
for (int i = front; i < front + size(); i++) {
System.out.print("arr[" + i % maxSize + "]=" + arr[i % maxSize] + "t");
}
System.out.println();
}
//求出当前队列的有效数据的个数
public int size() {
return (rear + maxSize - front) % maxSize;
}
//显示队列的头数据
public int headQueue() {
if (isEmpty()) {
throw new RuntimeException("队列为空");
}
return arr[front];
}
}
调用此方法：
import java.util.Scanner;
public class CircleArrayQueue {
public static void main(String[] args) {
//测试
//因为我们设置了一个空间作为约定，所以虽然数组长度为3，但实际只能存储2的数据
CircleArray circleArray = new CircleArray(3);
char key = ' ';//接受用户输入
Scanner input = new Scanner(System.in);
boolean loop = true;
while (loop) {
System.out.print("显示队列（s）");
System.out.print("添加数据（a）");
System.out.print("取出数据（g）");
System.out.print("查看头数据（h）");
System.out.println("退出数据（e）");
key = input.next().charAt(0); //接受一个数据
switch (key) {
case 's':
circleArray.showQueue();
break;
case 'a':
System.out.print("请输入一个数");
int value = input.nextInt();
circleArray.addQueue(value);
break;
case 'g':
try {
int res = circleArray.getQueue();
System.out.println("取出的数据是：" + res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'h':
try {
int res = circleArray.headQueue();
System.out.println("查看队列头的数据是：" + res);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
case 'e':
input.close();
loop = false;
break;
}
}
System.out.println("程序退出");
}
}
在代码演示里面，因为我们有设置了一个空间作为约定，所以实际保存元素的个数是比数组长度小于1个的，
