三 基于Java数组手写循环队列
Code:
package dataStucture2.stackandqueue; /**
* 循环队列
*
* @param <E>
*/
public class MyLoopQueue<E> implements Queue<E> { /*
* 成员变量:泛型数组、两个指向变量、循环队列个数size
*/
private E[] data;
private int front, tail;
private int size; // 有参构造,初始化数组容量大小,指向变量指向索引为0
public MyLoopQueue(int capacity) {
// 判断tail在front前一位时队列为满,为了达到用户要求的容量,要求capacity比默认大1,此时多出的一位用于判断队列为满
//实际长度:capacity+1 可用长度:capacity
data = (E[]) new Object[capacity + 1];
front = 0;
tail = 0;
size = 0;
} // 无参构造,默认容量为10
public MyLoopQueue() {
this(10);
} // 获取循环队列容量 ,1的存在为了判断队列为满,并不存储元素,此处减去
int getCapacity() {
//实际长度:capacity+1 可用长度:capacity
return data.length - 1;
} @Override
// front和tail指向同一个位置,循环队列为空
public boolean isEmpty() {
return front == tail;
} @Override
// 获得循环队列元素个数
public int getSize() {
return size;
} @Override
//入队
public void enqueue(E e) {
//首先判断队列是满,如果满了,进行扩容
if((tail + 1) % data.length == front){
resize(getCapacity() * 2);
}
//如果没满,入队
data[tail] = e;
tail = (tail + 1) % data.length;
size ++;
} @Override
//出队
public E dequeue() {
//首先判断队列是否为空,如果为空,抛出异常
if(isEmpty()){
throw new IllegalArgumentException(" Cannot dequeue from an empty queue ! ");
}
//如果不为空,出队
E ret = data[front];
data[front] = null;
front = (front + 1) % data.length;
size -- ;
//动态扩容
if(size == getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0)
resize(getCapacity() / 2);
return ret;
} @Override
//获取队首元素
public E getFront() {
if(isEmpty()){
throw new IllegalAccessError("Queue is empty.");
}
return data[front];
} //循环队列动态扩容
private void resize(int newCapacity){
E[] newData = (E[])new Object[newCapacity +1];
for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
//循环队列,%data.length为了防止越界
newData[i] = data[( i + front ) % data.length];
}
/**
* 此处错误:不应当每次扩容遍历都resize,遍历的目的是复制元素到新的数组,复制完了原数组指向新的数组完成扩容
*/
data = newData;
front = 0;
tail = size; } @Override
//打印循环队列
public String toString() { StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append(String.format("Queue: size = %d , capacity = %d\n", size , getCapacity()));
res.append("front [");
//遍历循环队列,和resize中的循环遍历是两种方式,都可以达到母的
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();
} }
循环队列解决了普通队列出队复杂度为O(n)的问题
toString方法和resize方法中,遍历循环队列的异同
循环队列的简单时间复杂度分析:
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