循環隊列(Java實現)

接口

public interface Queue<E> {

    int getSize();
    boolean isEmpty();
    void enqueue(E e);
    E dequeue();
    E getFront();
}

實現類

public class LoopQueue<E> implements Queue<E>{

    private E[] data;			//定義數組
    private int front, tail;	//定義，隊頭，隊尾
    private int size;			//定義size變量,隊中有的元素個數

	//初始化隊
    public LoopQueue(int capacity){
    	// 循環隊列中當 tail+1 = front時我們就判斷爲滿，所有設計時我有意多加一個
        data = (E[])new Object[capacity+1];
        front = 0;
        tail = 0;
        size = 0;
    }
	
	//如果沒有傳入capacity，我就默認創建一個大小爲10的循環隊列
    public LoopQueue(){
       this(10);
    }

	public getCapacity(){
		// Capacity是隊列能存數的個數，比我們實際創建的要少一個，參考隊滿的條件
		return data.length - 1;
	}

	// 判斷隊是否爲空
	@Override
	public boolean isEmpty(){
		return tail == front;
	}

    @Override
    public int getSize(){
        return size;
    }

	@Override
	// 向隊列中插入元素
	public void enqueue(E e){
		// 判斷隊是否已滿
		if((tail + 1) % data.length == front){
			// 如果滿就調用resize方法，擴展空間
			resize(getCapacity * 2);
		}
	}

	@Override
	// 從隊列中移除元素
	public E dequeue(){
		// 判斷是否爲空隊
		if (isEmpty()){
			throw new IllegalArgumentException("Cannot dequeue from an empty queue");
		}
		E ret = data[front];
		data[front] = null;
		front = (front + 1) % data.length;
		size --;
		// 如果隊列數據過少我們就要減少隊列的大小
		if (size < getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0){
			resize(getCapacity);
		}
	}
	
	@Override
    public E getFront(){
        if (isEmpty()){
            throw new IllegalArgumentException("Queue is empty");
        }
        return data[front];
    }

	public void resize(int newCapacity){
		E[] newData = (E[])new Object(newCapacity);
		for(int i = 0; i < size; i++ ){
			// 首先要考慮到front的偏移量，其次循環隊列要考慮i+front可能會超過size的大小
			newData[i] = data[(i + front) % data.length];
		}
		data = newData;
		front = 0;
		tail = size;
	}

    @Override
    // 重寫tostring方法
    public String toString(){

        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append(String.format("Queue: size = %d , capacity = %d\n", size, getCapacity()));
        res.append("front [");
        for(int i = front ; i != tail ; i = (i + 1) % data.length ){
            res.append(data[i]);
            if((i+1) % data.length != tail)
                res.append(", ");
        }
        res.append("] tail");
        return res.toString();
    }
}

測試類

    public static void main(String[] args) {

        LoopQueue<Integer> queue = new LoopQueue<>();
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i ++){
            queue.enqueue(i);
            System.out.println(queue);
            if(i % 3 == 2){
                queue.dequeue();
                System.out.println(queue);
            }
        }
    }