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Java循环队列

WBOY

发布： 2024-08-30 15:08:27

原创

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以下文章提供了循环队列 Java 的概述。循环队列是一种线性数据结构，与简单队列一样以 FIFO（先进先出）方式执行操作。在循环队列中，最后一个位置与第一个位置相连，形成一个循环。它也称为环形缓冲区。在简单的队列结构中，如果尾部到达队列末尾，即队列已满，则有可能开头元素的空间为空而无法利用。循环队列解决了队列的这种限制。在本主题中，我们将学习 Java 循环队列。

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下面给出了在Java程序中使用循环队列的基本语法：

如何在Java中创建循环队列及其工作原理？

让我们详细了解循环队列的创建和工作原理：

在循环队列上执行的基本操作如下：

前面：用于指向队列的第一个元素。
后部：用于指向队列的最后一个元素。
Enqueue(value): 这是一个用于将元素插入队列的函数。 Queue 中的元素插入到后面的位置。
Dequeue(): 该函数用于删除队列中的元素。作为队列的基本性质，元素的删除是从队列的前面开始的。

下面给出了在循环队列中创建、插入或删除元素时遵循的步骤：

最初，Front 和 Rear 的值设置为 -1。
入队（值）操作中：
如果我们在队列中插入第一个元素，则 Front 和 Rear 都设置为 0。
在队列中插入新元素时，后部变为后部 + 1。
新元素添加到后面的位置。
后部以循环方式递增，即如果到达末尾并且队列已满，则它指向队列的开头。
出队操作中：
首先，检查队列是否为空。 front==rear==-1的平均值，表示队列为空，无法删除。
如果队列只有1个元素，即front == back，则删除该元素并设置front == after == -1。
如果队列中有元素，则删除front指向的值，并循环将front索引加1。

在循环队列中工作时需要牢记以下场景：

如果front = 0且rear = size -1，则队列已满，这意味着front指向第一个位置，rear指向最后一个位置。所以队列已满，无法插入。
如果front =arrear+1，则队列已满，也就是说，经过多次删除后，如果front在队列的位置3，而循环插入后rear在位置2，则链表已满，无法再进行插入。
如果front!= 0且rear = max-1，则队列未满，这意味着队列开头有空位置，因此可以进行插入。
如果后部！= size-1，则可以插入新值，因为可以使用 mod(size) 进一步增加后部。

示例

下面给出了循环队列在Java程序中的实现示例：

向队列中插入元素
显示空队列的项目
向队列中插入元素
从队列中删除元素
在满队列中插入元素
显示队列中的元素以及前后位置。

public class CirQueue {
// Defining the size of Circular Queue
int SIZE = 5;
int front, rear;
int queue[] = new int[SIZE];
//creating the constructor of the above class
CirQueue() {
front = -1;
rear = -1;
}
// Implementing the 2 scenarios to check if the queue is full or not
boolean isFullQueue() {
if (front == 0 && rear == SIZE - 1) {
return true;
}
if (front == rear + 1) {
return true;
}
return false;
}
// Check if the queue is empty or not
boolean isEmptyQueue() {
if (front == -1)
return true;
else
return false;
}
// Adding an element in the queue
void enQueue(int value) {
if (isFullQueue()) {
System.out.println("Sorry !! Queue is full.. No more elements could be inserted in it");
}
else {
// if there is no element in the queue
if (front == -1)
front = 0;
// incrementing the rear position in circular manner using modulo operator
rear = (rear + 1) % SIZE;
//placing the value at the rear position
queue[rear] = value;
System.out.println("Element " + value + " is inserted successfully");
}
}
// Deleting the element from the queue
void deQueue() {
int value;
// checking of the queue is empty or not
if (isEmptyQueue()) {
System.out.println("Sorry !!The Queue is empty.. ");
} else {
value = queue[front];
// if there is only one element in the queue
if (front == rear) {
front = -1;
rear = -1;
}
else {
// Incrementing the front in a circular manner
front = (front + 1) % SIZE;
}
}
}
// Displaying the elements of the Circular queue
void displayQueue() {
int i;
if (isEmptyQueue()) {
System.out.println("Sorry!! The Queue is Empty");
} else {
System.out.println("Position of Front:  " + front);
System.out.println("Below given are the elements of the Queue");
for (i = front; i != rear; i = (i + 1) % SIZE)
System.out.print(queue[i] + " ");
System.out.println(queue[i]);
System.out.println("Position of Rear: " + rear);
}
}
// Main function to drive the code
public static void main(String[] args) {
// creating the object of the class to call the methods
CirQueue que = new CirQueue();
// Queue is empty. No element is inserted as of now
que.deQueue();
que.enQueue(10);
que.enQueue(24);
que.enQueue(33);
que.enQueue(67);
que.enQueue(22);
que.displayQueue();
que.deQueue();
que.displayQueue();
que.enQueue(900);
que.displayQueue();
// Element cannot be inserted as the queue is full
que.enQueue(867);
que.deQueue();
que.displayQueue();
}
}

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输出：

Java循环队列