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数组模拟环形队列思路分析如下:

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做为约定。
   rear 的初始值 = 0。
3. 当队列满时，条件是：(rear + 1) % maxSize == front。
4. 对队列为空的条件是：rear == front。
5. 当我们这样分析，队列中有效的数据的个数：(rear + maxSize - front) % maxSize。
6. 我们就可以在原来的队列上修改得到，一个环形队列。

代码实现

编写一个CircleArray类

class CircleArray {private int maxSize;    // 表示数组的最大容量private int front;  // 队列头private int rear;   // 队列尾private int[] arr;  // 该数组用于存放数据, 模拟队列// 创建环形队列的构造器public CircleArray(int arrMaxSize) {maxSize = arrMaxSize;arr = new int[maxSize];front = 0; // 指向队列头，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。rear = 0;  // 指向队列尾，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做为约定。}// 判断队列是否满public boolean isFull() {return (rear + 1) % maxSize == front;}// 判断队列是否为空public boolean isEmpty() {return front == rear;}// 求当前队列有效数据的个数public int size() {return (rear + maxSize - front) % maxSize;}// 添加数据到队列public void addQueue(int n) {// 判断队列是否满if (isFull()) {System.out.println("队列满，不能加入数据~");return;}arr[rear] = n;rear = (rear + 1) % maxSize; // 将 rear 后移，这里需要考虑取模。}// 获取队列的数据, 出队列public int getQueue() {// 判断队列是否为空if (isEmpty()) {// 通过抛出异常throw new RuntimeException("队列空，不能获取数据~");}int value = arr[front];front = (front + 1) % maxSize;  // 将 front 后移，这里需要考虑取模。return value;}// 显示队列的所有数据public void showQueue() {// 遍历if (isEmpty()) {System.out.println("队列空，没有数据~");return;}/*// 【王】for (int i = front; i != rear; i = (i + 1) % maxSize) {System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i]);}*/for (int i = front; i < front + size(); i++) {System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);}}// 显示队列的头数据， 注意不是取出数据public int headQueue() {// 判断if (isEmpty()) {throw new RuntimeException("队列空，没有数据~");}return arr[front];}
}

测试代码

package com.atguigu.queue;import java.util.Scanner;/*** @author WHT* @create 2021-06-01 17:28*/
public class CircleArrayQueueDemo {public static void main(String[] args) {// 创建一个环形队列CircleArray queue = new CircleArray(4); // 说明设置4, 其队列的有效数据最大是3。char key = ' '; // 接收用户输入Scanner scanner = new Scanner(System.in);boolean loop = true;while (loop) {// 输出一个菜单System.out.println("s(show): 显示队列");System.out.println("a(add): 添加数据到队列");System.out.println("g(get): 从队列取出数据");System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");System.out.println("e(exit): 退出程序");key = scanner.next().charAt(0); // 接收一个字符switch (key) {case 's':queue.showQueue();break;case 'a':System.out.println("请输入一个数:");int value = scanner.nextInt();queue.addQueue(value);break;case 'g':try {int res = queue.getQueue();System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'h':try {int res = queue.headQueue();System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}break;case 'e':scanner.close();loop = false;break;default:break;}}System.out.println("程序退出~~");}
}

运行结果

D:\java\jdk-11.0.11\bin\java.exe "-javaagent:D:\IntelliJ IDEA 2020.1.1\lib\idea_rt.jar=4640:D:\IntelliJ IDEA 2020.1.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath E:\WHT\Project\Java\DataStructures\out\production\DataStructures com.atguigu.queue.CircleArrayQueueDemo
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
队列空，没有数据~
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
10
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[0]=10
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
20
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
30
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
40
队列满，不能加入数据~
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[0]=10
arr[1]=20
arr[2]=30
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
g
取出的数据是10
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[1]=20
arr[2]=30
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
40
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[1]=20
arr[2]=30
arr[3]=40
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
50
队列满，不能加入数据~
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[1]=20
arr[2]=30
arr[3]=40
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
h
队列头的数据是20
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[1]=20
arr[2]=30
arr[3]=40
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
g
取出的数据是20
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
g
取出的数据是30
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
g
取出的数据是40
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
g
队列空，不能获取数据~
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
队列空，没有数据~
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
50
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
a
请输入一个数:
60
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
s
arr[0]=50
arr[1]=60
s(show): 显示队列
a(add): 添加数据到队列
g(get): 从队列取出数据
h(head): 查看队列头的数据
e(exit): 退出程序
e
程序退出~~Process finished with exit code 0