固定长度的数组实现队列

通过记录数组中实际元素数量 size 来判断队列状态, 仅考虑 start 和 end 与 size 的关系, 无需考虑 start 与 end 的关系.

public class ArrayQueue {
    private int[] arr;
    private int size;
    private int start;
    private int end;

    public ArrayQueue(int initSize) {
        arr = new int[initSize];
        size = 0;
        start = 0;
        end = 0;
    }

    public void enQueue(int newEle) {
        if (size == arr.length) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("The queue is full");
        }
        size++;
        arr[end] = newEle;
        end = nextIndex(end);
    }

    public int deQueue() {
        if (size == 0) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("The queue is empty");
        }
        size--;
        int tmp = arr[start];
        start = nextIndex(start);
        return tmp;
    }

    public Integer peek() {
        if (size == 0) {
            return null;
        }
        return arr[start];
    }

    public int nextIndex(int index) {
        return index == arr.length - 1 ? 0 : index + 1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Code_02_ArrayQueue arrayQueue = new Code_02_ArrayQueue(3);
        arrayQueue.enQueue(4);
        arrayQueue.enQueue(5);
        arrayQueue.enQueue(6);
        System.out.println(arrayQueue.deQueue());
        System.out.println(arrayQueue.deQueue());
        System.out.println(arrayQueue.deQueue());
    }
}

例题: LeetCode #622

设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。

循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。

你的实现应该支持如下操作：

• MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
• Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
• Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
• enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
• deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
• isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
• isFull(): 检查循环队列是否已满。

以上的实现使 end 指向了队尾元素的下一个位置, 在数组存满时 Rear() 将返回队首元素, 需修改使 end 指向队尾元素

public class MyCircularQueue {
    private int[] arr;
    private int size;
    private int start;
    private int end;

    /**
     * Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k.
     */
    public MyCircularQueue(int k) {
        arr = new int[k];
        size = 0;
        start = 0;
        end = -1;
    }

    /**
     * Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is
     * successful.
     */
    public boolean enQueue(int value) {
        if (size == arr.length) {
            return false;
        }
        size++;
        end = nextIndex(end);
        arr[end] = value;

        return true;
    }

    /**
     * Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is
     * successful.
     */
    public boolean deQueue() {
        if (size == 0) {
            return false;
        }
        System.out.println("deQueue: " + arr[start]);
        size--;
        start = nextIndex(start);

        return true;
    }

    /**
     * Get the next index.
     */
    public int nextIndex(int index) {
        return index == arr.length - 1 ? 0 : index + 1;
    }

    /**
     * Get the front item from the queue.
     */
    public int Front() {
        if (size == 0) {
            return -1;
        }
        return arr[start];
    }

    /**
     * Get the last item from the queue.
     */
    public int Rear() {
        if (size == 0) {
            return -1;
        }
        return arr[end];
    }

    /**
     * Checks whether the circular queue is empty or not.
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * Checks whether the circular queue is full or not.
     */
    public boolean isFull() {
        return size == arr.length;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
        circularQueue.enQueue(1); // 返回 true
        circularQueue.enQueue(2); // 返回 true
        circularQueue.enQueue(3); // 返回 true
        circularQueue.enQueue(4); // 返回 false，队列已满
        circularQueue.Rear(); // 返回 3
        circularQueue.isFull(); // 返回 true
        circularQueue.deQueue(); // 返回 true
        circularQueue.enQueue(4); // 返回 true
        circularQueue.Rear(); // 返回 4
    }
}