原文地址：https://blog.csdn.net/guorui_java/article/details/106092804

一、队列

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。
进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队，从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入，在另一端删除，所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除，故队列又称为先进先出（FIFO—first in first out）线性表。

二、循环队列

在实际使用队列时，为了使队列空间能重复使用，往往对队列的使用方法稍加改进：无论插入或删除，一旦rear指针增1或front指针增1 时超出了所分配的队列空间，就让它指向这片连续空间的起始位置。自己真从MaxSize-1增1变到0，可用取余运算rear%MaxSize和front%MaxSize来实现。这实际上是把队列空间想象成一个环形空间，环形空间中的存储单元循环使用，用这种方法管理的队列也就称为循环队列。除了一些简单应用之外，真正实用的队列是循环队列。
在循环队列中，当队列为空时，有front=rear，而当所有队列空间全占满时，也有front=rear。为了区别这两种情况，规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素，当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了。因此，队列判空的条件时front=rear，而队列判满的条件时front=（rear+1）%MaxSize。队空和队满的情况如图：
2.循环队列 - 图1

三、代码实例

3.1 CircleArray

  1. package com.atguigu.queue;
  3. public class CircleArray {
  4.     private int maxSize;
  5.     private int front;//队列头
  6.     private int rear;//队列尾
  7.     private int[] arr;//该数组用于存放数据，模拟队列
  9.     public CircleArray(int arrMaxSize) {
  10.         maxSize = arrMaxSize;
  11.         arr = new int[maxSize];
  12.     }
  14.     //判断队列是否满
  15.     public boolean isFull() {
  16.         return (rear+1) % maxSize == front;
  17.     }
  19.     //判断队列是否为空
  20.     public boolean isEmpty() {
  21.         return rear == front;
  22.     }
  24.     //添加数据到队列
  25.     public void addQueue(int n) {
  26.         //判断队列是否满
  27.         if(isFull()) {
  28.             System.out.println("判断队列满");
  29.             return;
  30.         }
  31.         //直接将数据加入
  32.         arr[rear] = n;
  33.         //将rear后移，必须考虑取模
  34.         rear = (rear+1)%maxSize;
  35.     }
  37.     //出队列
  38.     public int getQueue() {
  39.         //判断队列是否空
  40.         if(isEmpty()) {
  41.             //通过抛出异常
  42.             throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
  43.         }
  44.         //这里需要分析出front是指向队列的第一个元素
  45.         //1、先把front对应的值保存到一个临时变量
  46.         //2、将front后移,考虑取模
  47.         //3、将临时保存的变量返回
  48.         int value = arr[front];
  49.         front = (front+1)%maxSize;
  50.         return value;
  51.     }
  53.     //显示队列的所有数据
  54.     public void showQueue() {
  55.         if(isEmpty()) {
  56.             //通过抛出异常
  57.             throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
  58.         }
  59.         //思路：从front开始遍历，遍历多少个元素
  60.         //动脑筋
  61.         for(int i = front;i<front+size();i++) {
  62.             System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
  63.         }
  64.     }
  66.     //求出当前队列有效数据的个数
  67.     public int size() {
  68.         // rear = 1 
  69.         // front = 0
  70.         // maxSize = 3
  71.         return (rear+maxSize-front)%maxSize;
  72.     }
  74.     //显示队列的头数据，注意不是取出数据
  75.     public int headQueue() {
  76.         if(isEmpty()) {
  77.             //通过抛出异常
  78.             throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
  79.         }
  80.         return arr[front];
  81.     }
  82. }

3.2 CircleArrayQueueTest

  1. package com.atguigu.queue;
  3. import java.util.Scanner;
  5. public class CircleArrayQueueDemo {
  6.     public static void main(String[] args) {
  7.         System.out.println("测试模拟环形队列");
  8.         //创建一个队列
  9.         CircleArray arrayQueue = new CircleArray(4);
  10.         char key = ' ';//接收数据输入
  11.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  12.         boolean loop = true;
  13.         //输出一个菜单
  14.         while(loop) {
  15.             System.out.println("s(show):显示队列");
  16.             System.out.println("e(exit):退出队列");
  17.             System.out.println("a(add):添加数据到队列");
  18.             System.out.println("g(get):从队列取出数据");
  19.             System.out.println("h(head):查出队列头的数据");
  20.             key = scanner.next().charAt(0);
  21.             switch(key) {
  22.                 case 's':
  23.                     arrayQueue.showQueue();
  24.                     break;
  25.                 case 'a':
  26.                     System.out.println("输出一个数");
  27.                     int value = scanner.nextInt();
  28.                     arrayQueue.addQueue(value);
  29.                     break;
  30.                 case 'g':
  31.                     try {
  32.                         int res = arrayQueue.getQueue();
  33.                         System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
  34.                     }catch(Exception e) {
  35.                         System.out.println(e.getMessage());
  36.                     }
  37.                     break;
  38.                 case 'h':
  39.                     try {
  40.                         int res = arrayQueue.headQueue();
  41.                         System.out.printf("查出队列头的数据是%d\n",res);
  42.                     }catch(Exception e) {
  43.                         System.out.println(e.getMessage());
  44.                     }
  45.                     break;
  46.                 case 'e':
  47.                     scanner.close();
  48.                     loop = false;
  49.                     break;
  50.                 default :
  51.             }
  52.         }
  53.         System.out.println("程序退出");
  54.     }
  55. }

四、控制台输出

2.循环队列 - 图2