银行排队的案例：
银行柜台都有人办理业务时，后面来的人，就要进行抽号排队（先来的人号肯定在前面）。
有人业务办理完后，柜台会进行叫号（从最前面的号开始叫）。
其中maxSize是该队列的最大容量。
记录队列前后端的下标，front 会随着数据输出而改变，而 rear 则是随着数据输入而改变。
1 package com.jyj.queue; 2 3 import java.util.Scanner; 4 5 public class ArrayQueueDemo { 6 public static void main(String[] args) { 7 //测试 8 ArrayQueue queue = new ArrayQueue(3); 9 char key = ‘ ‘;//接收用户输入 10 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 11 boolean loop = true; 12 13 //输出一个菜单 14 while(loop) { 15 System.out.println("s(show):显示队列"); 16 System.out.println("a(add):添加数据到队列"); 17 System.out.println("g(get):从队列中获取元素"); 18 System.out.println("h(head):查看队列头的数据"); 19 System.out.println("e(exit):退出程序"); 20 //接收键盘输入的字符串，并且取出它的第一个字符 21 key = scanner.next().charAt(0); 22 switch(key) { 23 case ‘s‘: 24 queue.showQueue(); 25 break; 26 case ‘a‘: 27 System.out.println("输入一个数："); 28 int value = scanner.nextInt(); 29 queue.addQueue(value); 30 break; 31 case ‘g‘://抛异常了，要捕获 32 try { 33 int res = queue.getQueue(); 34 System.out.printf("取出的数据是%d\n",res); 35 } catch (Exception e) { 36 //对所捕获异常的处理 37 System.out.println(e.getMessage()); 38 } 39 break; 40 case ‘h‘://抛异常了，要捕获 41 try { 42 int head = queue.headQueue(); 43 System.out.printf("队列头的数据是%d\n",head); 44 }catch (Exception e) { 45 //对所捕获异常的处理 46 System.out.println(e.getMessage()); 47 } 48 break; 49 case ‘e‘: 50 scanner.close(); 51 loop = false; 52 break; 53 default: 54 break; 55 } 56 } 57 System.out.println("程序退出"); 58 } 59 } 60 61 //使用数组模拟队列编写一个ArrayQueue类 62 class ArrayQueue { 63 private int maxSize;//数组的最大容量 64 private int front;//队列头 65 private int rear;//队列尾 66 private int[] arr;//用于存放数据 67 68 //创建队列的构造器 69 public ArrayQueue(int arrMaxSize) { 70 maxSize = arrMaxSize; 71 arr = new int[maxSize]; 72 front = -1;//指向队列头部，分析出front是指向队列头的前一个位置 73 rear = -1;//指向队列尾，指向队列尾的数据（即队列最后一个数据） 74 } 75 76 //判断队列是否为空 77 public boolean isEmpty(){ 78 return front == rear; 79 } 80 81 //判断队列是否满 82 public boolean isFull(){ 83 return rear == maxSize - 1; 84 } 85 86 //添加数据到队列 87 public void addQueue(int value) { 88 //判断是否满 89 if(isFull()) { 90 System.out.println("队列满，不能加入数据"); 91 return; 92 } 93 rear++;//尾指针后移 94 arr[rear] = value; 95 } 96 97 //获取队列的数据，出队列 98 public int getQueue() { 99 //判空 100 if(isEmpty()) { 101 //抛出异常 102 throw new RuntimeException("队列空，不能取数据"); 103 } 104 front++;//front后移 105 return arr[front]; 106 } 107 //显示队列所有数据 108 public void showQueue(){ 109 //判空 110 if(isEmpty()){ 111 System.out.println("队列空，没有可显示的数据"); 112 return; 113 } 114 for(int i = 0;i < arr.length;i++) { 115 System.out.printf("arr[%d] = %d\n",i,arr[i]); 116 } 117 } 118 119 //显示队列的头数据，注意不是取出 120 public int headQueue(){ 121 //判空 122 if(isEmpty()) { 123 throw new RuntimeException("队列空，没有可取的头数据"); 124 } 125 //注意：front指向的是队列头的前一个数据。（更小的一个位置） 126 return arr[front + 1]; 127 } 128 }
1）目前数据使用一次就不能使用，没有达到复用的效果。
2）将这个数组使用算法，该进成一个环形的队列 取模 %
对前面的数组模拟队列的优化，充分利用数组，因此将数组看做是一个环形的。（通过取模的方式来实现即可）
分析示意图：
1）front 变量的含义做一个调整：front 就指向队列的第一个元素，也就是说arr[front] 就是队列的第一个元素，front 的初始值 = 0。
2）rear 变量的含义做一个调整：rear指向队列的最后一个元素的后一个位置，因为希望空出一个空间作为约定，rear 的初始值 = 0。
3）当队列满时，条件是 (rear + 1) % maxSize == front【满】
4）当队列为空的条件是 rear == front 【空】
5）当我们这样分析时，队列中有效的数据的个数 (rear + maxSize - front) % maxSize
6）修改原来的队列，做成一个环形队列。
1 package com.jyj.queue; 2 3 import java.util.Scanner; 4 5 public class CircleArrayQueueDemo { 6 public static void main(String[] args) { 7 //测试 8 System.out.println("数组模拟环形队列测试~"); 9 //注意：有一个空的位置，实际最长为3 10 CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(4); 11 char key = ‘ ‘;//接收用户输入 12 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 13 boolean loop = true; 14 15 //输出一个菜单 16 while(loop) { 17 System.out.println("s(show):显示队列"); 18 System.out.println("a(add):添加数据到队列"); 19 System.out.println("g(get):从队列中获取元素"); 20 System.out.println("h(head):查看队列头的数据"); 21 System.out.println("e(exit):退出程序"); 22 //接收键盘输入的字符串，并且取出它的第一个字符 23 key = scanner.next().charAt(0); 24 switch(key) { 25 case ‘s‘: 26 queue.showQueue(); 27 break; 28 case ‘a‘: 29 System.out.println("输入一个数："); 30 int value = scanner.nextInt(); 31 queue.addQueue(value); 32 break; 33 case ‘g‘://抛异常了，要捕获 34 try { 35 int res = queue.getQueue(); 36 System.out.printf("取出的数据是%d\n",res); 37 } catch (Exception e) { 38 //对所捕获异常的处理 39 System.out.println(e.getMessage()); 40 } 41 break; 42 case ‘h‘://抛异常了，要捕获 43 try { 44 int head = queue.headQueue(); 45 System.out.printf("队列头的数据是%d\n",head); 46 }catch (Exception e) { 47 //对所捕获异常的处理 48 System.out.println(e.getMessage()); 49 } 50 break; 51 case ‘e‘: 52 scanner.close(); 53 loop = false; 54 break; 55 default: 56 break; 57 } 58 } 59 System.out.println("程序退出"); 60 } 61 } 62 63 //使用数组模拟环形队列编写一个CircleArrayQueue类 64 class CircleArrayQueue { 65 private int maxSize;//数组的最大容量 66 //队列头:调整为指向队列的第一个元素，即arr[front],初始值设为0 67 private int front; 68 //队列尾:调整为指向队列的最后一个元素的后一个位置，并空出一个空间作为约定，初始值为设为0 69 private int rear; 70 private int[] arr;//用于存放数据 71 72 //创建队列的构造器 73 public CircleArrayQueue(int arrMaxSize) { 74 maxSize = arrMaxSize; 75 arr = new int[maxSize]; 76 } 77 78 //判断队列是否为空 79 public boolean isEmpty(){ 80 return front == rear; 81 } 82 83 //判断队列是否满 84 public boolean isFull(){ 85 return (rear + 1) % maxSize == front; 86 } 87 88 //添加数据到队列 89 public void addQueue(int value) { 90 //判断是否满 91 if(isFull()) { 92 System.out.println("队列满，不能加入数据"); 93 return; 94 } 95 arr[rear] = value; //rear指向最后一个元素的后一个位置，所以直接添加 96 rear = (rear + 1) % maxSize; //考虑环形，取模 97 } 98 99 //获取队列的数据，出队列 100 public int getQueue() { 101 //判空 102 if(isEmpty()) { 103 //抛出异常 104 throw new RuntimeException("队列空，不能取数据"); 105 } 106 /** 107 * front 指向队列的第一个元素 108 * 1、先把front对应的值保留到一个临时变量 109 * 2、将front后移，考虑取模 110 * 3、将临时保存的变量返回 111 */ 112 int value = arr[front]; 113 front = (front + 1) % maxSize; 114 return value; 115 } 116 //显示队列所有数据 117 public void showQueue(){ 118 //判空 119 if(isEmpty()){ 120 System.out.println("队列空，没有可显示的数据"); 121 return; 122 } 123 //注意：从front开始遍历，遍历多少个元素:元素个数怎么求？ 124 for(int i = front;i < front + size();i++) { 125 System.out.printf("arr[%d] = %d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]); 126 } 127 } 128 129 //求当前队列有效数据的个数 130 public int size(){ 131 return (rear + maxSize - front) % maxSize; 132 } 133 134 //显示队列的头数据，注意不是取出 135 public int headQueue(){ 136 //判空 137 if(isEmpty()) { 138 throw new RuntimeException("队列空，没有可取的头数据"); 139 } 140 //注意：front指向的是队列头的数据，计算front时已经做了取模的动作，front即为正确的位置。 141 return arr[front]; 142 } 143 }
以上
原文：https://www.cnblogs.com/jianyingjie/p/12056994.html
