数据结构-循环队列的实现

秒速五厘米 2023-06-01 05:53 54阅读 0赞

## [github 地址][github]:[https://github.com/heng1234/data-structure][github] ##

接口:

package com.company.Queue;
    
    /**
     * Queue
     * 队列接口
     * @author heng
     **/
    public interface Queue<E>{
        /**
         * 存入队列中
         * @param e
         */
        void enqueue(E e);
    
        /**
         * 从队列中取出一个元素  出队
         * @return
         */
        E dequeue();
    
        /**
         * 拿到队首
         * @return
         */
        E getFront();
    
        /**
         * 大小
         * @return
         */
        int getSize();
    
        /**
         * 是否为空
         * @return
         */
        boolean isEmpty();
    
    }

实现类:

package com.company.Queue;
    
    
    /**
     * LoopQueue
     * 循环队列的实现
     * 循环队列需要从底层写起 不再用Array类了
     * @author heng
     * @date 2019/10/2
     **/
    public class LoopQueue<E> implements  Queue<E> {
    
        /**
         * 存储数组
         */
        private E[] data;
    
        /**
         * front指的是队首
         * tail指的是队列里的最后一个元素的下一个位置
         */
        private int front,tail;
    
        /**
         * 存在多少个元素
         */
        private int size;
    
        /**
         * 这里需要浪费一个空间  所以用户传入的大小需要+1
         * @param capacity
         */
        public LoopQueue(int capacity){
            data = (E[]) new Object[capacity+1];
            front = 0;
            tail = 0;
            size = 0;
        }
        public LoopQueue(){
            this(10);
        }
    
        /**
         * 返回数组大小
         * 因为浪费了一个所以需要-1
         * @return
         */
        public int getCapacity(){
            return  data.length - 1;
        }
    
        /**
         * 入队
         * @param e
         */
        @Override
        public void enqueue(E e) {
          if ((tail + 1) % data.length == front){
              resize(getCapacity() * 2);
          }
          data[tail] = e;
          tail = (tail + 1) % data.length;
          size++;
        }
    
        /**
         * 扩容
         * @param newCapatity
         */
        private void resize(int newCapatity) {
            E[] newData = (E[]) new Object[newCapatity+1];
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                newData[i] = data[(i+front) % data.length];
            }
            data = newData;
            front = 0;
            tail = size;
        }
    
        /**
         * 出队
         * @return
         */
        @Override
        public E dequeue() {
            if(isEmpty()){
                throw  new IllegalArgumentException("Cannot dequeue from an empty.");
            }
            E ret = data[front];
            data[front] = null;
            front = (front + 1) % data.length;
            size --;
            /**
             * 缩容
             */
            if (size == getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0){
                resize(getCapacity() / 2);
            }
            return ret;
        }
    
        /**
         * 拿到队首
         * @return
         */
        @Override
        public E getFront() {
            if(isEmpty()){
                throw  new IllegalArgumentException("Queue is empty.");
            }
            return data[front];
        }
    
        @Override
        public int getSize() {
            return size;
        }
    
        @Override
        public boolean isEmpty() {
            return front == tail;
        }
    
        @Override
        public String toString(){
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            builder.append(String.format("Queue: size = %d , capacaity = %d\n",size,getCapacity()));
            builder.append("front[ ");
            for (int i = front; i != tail; i=(i+1) % data.length) {
                builder.append(data[i]);
                if ((i+1)% data.length != tail){
                    builder.append(" , ");
                }
            }
            builder.append(" ]tail");
            return builder.toString();
        }
    }

测试:

public static void main(String[] args) {
            LoopQueue<Integer> queue = new LoopQueue<>();
            for (int i = 0; i < 12; i++) {
                queue.enqueue(i);
                System.out.println(queue);
                if (i  == 5 || i == 7){
                    queue.dequeue();
                    System.out.println(queue);
                }
            }
    }

[github]: https://github.com/heng1234/data-structure