05-环形队列

package com.datastack.datastack.queue;

import java.util.Scanner;

/*
 * 环形队列（数组实现）
 */
public class CircleQueue {
	private int maxSize;//队列最大值
	private int front;//队首，指向队列首的前一个位置
	private int rear;//队尾，指向队列尾的序号
	private int[] arr;//存放队列数据的数组
	
	/**
	 * 创建队列
	 * @param maxSize
	 */
	public CircleQueue(int maxSize){
		this.maxSize = maxSize;
		this.arr = new int[maxSize];
		this.front = 0;
		this.rear = 0;
	}
	
	/**
	 * 判断队列是否已满
	 * @return
	 */
	public boolean isFull(){
		return (rear+1) % maxSize == front;
	}
	
	/**
	 * 判断队列是否为空
	 * @param args
	 */
	public boolean isEmpty(){
		return rear == front;
	}
	
	/**
	 * 添加数据到队列
	 * @param args
	 */
	public void addQueue(int n){
		//判断队列是否满
		if(isFull()){
			System.out.println("队列已满，不能加入数据。");
			return;
		}
		//直接将数据加入
		arr[rear] = n;
		//将rear后移，需考虑取模
		rear = (rear+1) % maxSize;
	}
	
	/**
	 * 出队列
	 * @param args
	 */
	public int getQueue(){
		//判断队列是否为空
		if(isEmpty()){
			//通过抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
		}
		//需要分析front是指向队列的第一个元素
		//1，先把front的值保存到变量
		//2，将front后移，去摸
		int res = this.arr[front];
		front = (front+1) % maxSize;
		return res;
	}
	
	/**
	 * 显示队列数据
	 * @param args
	 */
	public void showQueque(){
		if(isEmpty()){
			System.out.println("队列为空。");
			return;
		}
		//从front开始遍历
		for(int i=front;i<front+size();i++){
			System.out.printf("arr[%d]=%d\t",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
		}
	}
	
	/**
	 * 求出当前队列有效个数
	 */
	public int size(){
		return (rear-front+maxSize) % maxSize;
	}
	
	/**
	 * 显示队头
	 * @param args
	 */
	public int headQueue(){
		if(isEmpty()){
			throw new RuntimeException("队列为空。");
		}
		return this.arr[front];
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		//创建一个队列
		CircleQueue arrQueue = new CircleQueue(3);
		char key = ' ';//接收用户输入
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		boolean loop = true;
		while(loop){
			System.out.println("s(show):显示队列");
			System.out.println("e(exit):退出程序");
			System.out.println("a(add):添加数据到队列");
			System.out.println("g(get):从队列取出数据");
			System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
			key = scanner.next().charAt(0);
			switch (key) {
			case 's'://显示队列值
				arrQueue.showQueque();
				break;
			case 'a'://入队
				System.out.println("请输入一个数");
				int value = scanner.nextInt();
				arrQueue.addQueue(value);
				break;
			case 'g'://出队
				try {
					int res = arrQueue.getQueue();
					System.out.println(res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h'://打印对首
				try {
					int res = arrQueue.headQueue();
					System.out.println(res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e'://退出程序
				scanner.close();
				loop = false;
				break;

			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
		
	}
}