1、普通佇列存在什麼問題？
佇列大家都知道，有幾個重要的屬性：
#rear：指向佇列的尾巴，也就是最後一個元素所在的位置，初始值為-1
front：指向隊列的頭部的前一個位置，初始值也為-1
capacity：隊列的容量
空隊列的rear和front都等於-1，入隊時，front不動，rear ，當rear == capacity - 1時，隊列已滿；出隊時，rear不動，front ，當front == rear時，隊列為空。看起來很完美，但實際上有問題。假如一個隊列capacity = 3，入隊了三個元素，此時front = -1; rear = 2，然後再將三個元素都出隊，此時front = 2, rear = 2。這時隊列明明是空的，但是卻不能再入隊元素的，因為滿足rear = capacity - 1，也就是相當於這隊列是一次性的，用過之後就不能再用了，即使為空也不能再入隊了，造成空間的浪費，所以環形隊列就出現了。
2、環形佇列實作想法：
環形佇列中的幾個重要屬性：
rear：指向佇列尾巴的後一個位置，初始值為0
#front：指向隊列的頭部，即第一個元素所在的位置，初始值為0
#capacity：佇列的容量
以下是環形佇列的一些演算法：
佇列為空時：
front == rear
#已滿時：
(rear 1) % capacity == front
#取得隊列元素個數：
(rear capacity - front) % capacity
#開始操作時：
rear = (rear 1) % capacity
#出隊作業時：
front = (front 1) % capacity;
#判斷隊列是否已充滿環形隊列中最重要且最難理解的地方。假如有一個佇列capacity = 3，入隊操作如下：
第一個元素入隊：
front = 0，因為
(rear 1) % capacity = 1 % 3 != front，所以元素可以入隊，元素入隊後
rear = 1;
#第二個元素入隊：
front = 0，因為
(rear 1) % capacity = 2 % 3 != front，所以元素可以入隊，元素入隊後
rear = 2;
第三個元素入隊：
front = 0，因為
(rear 1) % capacity = 3 % 3 == front，所以元素不能入隊，隊列已滿；
隊列容量明明是3，只入隊了兩個元素就告訴我隊列滿了？沒錯，這種判斷佇列是否已滿的演算法需要犧牲陣列的一個空間。
現在進行出隊操作：
第一個元素出隊：
front = 1，
rear = 2，
(rear 1) % capacity = 3 % 3 = 0 != front。
可以發現，當一個元素出隊後，又滿足入隊條件了，所以陣列空間就可以重複使用了。
3、程式碼實作：
<code>public class CircleQueue<E> {<br> private int capacity;<br> private int front;<br> private int rear;<br> private Object[] arr;<br><br> public CircleQueue(int capacity){<br> this.capacity = capacity;<br> this.arr = new Object[capacity];<br> this.front = 0;<br> this.rear = 0;<br> }<br><br> public boolean isFull(){<br> return (rear + 1) % capacity == front;<br> }<br><br> public boolean isEmpty(){<br> return rear == front;<br> }<br><br> public void addQueue(E e){<br> if (isFull()){<br> throw new RuntimeException("队列已满，入队失败");<br> }<br> arr[rear] = e;<br> // rear指针后移<br> rear = (rear + 1) % capacity;<br> }<br><br> public E getQueue(){<br> if (isEmpty()){<br> throw new RuntimeException("队列为空，出队失败");<br> }<br> E val = (E) arr[front];<br> front = (front + 1) % capacity;<br> return val;<br> }<br><br><br> public int getSize(){<br> return (rear + capacity - front) % capacity;<br> }<br><br> // 遍历<br> public void showQueue(){<br> if (isEmpty()){<br> return;<br> }<br> for (int i = front; i < front + getSize(); i++) {<br/> System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i%capacity, arr[i%capacity]);<br/> }<br/> }<br/><br/> public static void main(String[] args){<br/> CircleQueue<Integer> queue = new CircleQueue<>(3);<br> queue.addQueue(1);<br> queue.addQueue(2);<br> queue.showQueue();<br> //queue.addQueue(3);<br> System.out.println(queue.getSize());<br> System.out.println(queue.getQueue());;<br> queue.addQueue(3);<br> queue.showQueue();<br> }<br>}</code>以上是java怎麼實作環形佇列的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
