在計算機科學(xué)中,循環(huán)隊列是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它是一個序列,由一個有限的數(shù)組支持。它的頭尾相接,也就是說當(dāng)?shù)竭_隊列的最后一個元素時,將其“循環(huán)”回到數(shù)組的開頭,實現(xiàn)了一種循環(huán)方式。循環(huán)隊列通常用于實現(xiàn)具有“先進先出”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的場景,例如任務(wù)調(diào)度等。
Java實現(xiàn)循環(huán)隊列的原理
Java實現(xiàn)循環(huán)隊列通常使用數(shù)組作為底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。使用兩個指針分別指向隊列的頭和尾,并使用“取模”運算來實現(xiàn)循環(huán)。例如,當(dāng)從隊列尾部索引處添加一個元素時,我們需要將尾指針向前移動一位。如果尾指針已經(jīng)到達數(shù)組的末尾,則將其設(shè)為0。對于刪除元素的操作,我們需要將頭指針向前移動一位,并將其指向的元素標記為空。同樣地,如果頭指針已經(jīng)到達數(shù)組的末尾,則將其設(shè)為0。
Java實現(xiàn)循環(huán)隊列的實例代碼
下面的代碼演示了如何使用Java實現(xiàn)循環(huán)隊列的基本操作(包括創(chuàng)建隊列、向隊列中添加元素、刪除隊列中的元素、獲取隊列長度等)。其中涉及到的循環(huán)和取模運算保證了隊列可以實現(xiàn)循環(huán)和“先進先出”的特性。
public class CircularQueue { private int[] data; // 隊列數(shù)組 private int head; // 隊列頭部指針 private int tail; // 隊列尾部指針 private int size; // 隊列長度
public CircularQueue(int k) { data = new int[k]; head = -1; tail = -1; size = k; }
public boolean enQueue(int value) { if (isFull()) { return false; } if (isEmpty()) { head = 0; } tail = (tail + 1) % size; data[tail] = value; return true; }
public boolean deQueue() { if (isEmpty()) { return false; } if (head == tail) { head = -1; tail = -1; return true; } head = (head + 1) % size; return true; }
public int Front() { if (isEmpty()) { return -1; } return data[head]; }
public int Rear() { if (isEmpty()) { return -1; } return data[tail]; }
public boolean isEmpty() { return head == -1; }
public boolean isFull() { return ((tail + 1) % size) == head; }
public int getSize() { if (isEmpty()) { return 0; } return ((tail - head) + size) % size + 1; }
}
以上代碼演示了如何使用Java實現(xiàn)循環(huán)隊列的基本操作,包括向隊列中添加元素、刪除隊列中的元素、獲取隊列長度等。借助于循環(huán)和取模運算,隊列可以實現(xiàn)循環(huán)和“先進先出”的特性,從而滿足各種應(yīng)用場景的需求。