Java循环队列与非循环队列的区别总结

什么是队列？

队列是计算机科学中一种常见的抽象数据类型，它代表了一组可以按顺序访问的元素，遵循 "先进先出" (FIFO) 的原则，也就是最先进入队列的元素最先被处理和弹出。

非循环队列

非循环队列是最普通的队列，也是最容易实现的。非循环队列采用静态数组或动态数组来实现。队列的读取位置(front) 和写入位置(rear) 需要时刻维护，它们初始值都为 -1。写入新数据时，将 rear 加 1，再将该位置上赋值为新的数据；从队列里弹出数据时，将front加1。当队列空时，front == rear；当队列满时，任何写操作都将被拒绝。

非循环队列示例

以下是一个非循环队列的基本实现示例：

public class ArrayQueue<E> {
    private E[] data;
    private int front, rear;

    public ArrayQueue(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity];
        front = -1;
        rear = -1;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    public boolean isFull() {
        return rear == data.length - 1;
    }

    public void enqueue(E item) {
        if (isFull()) {
            throw new RuntimeException("Queue is full");
        }
        data[++rear] = item;
    }

    public E dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException("Queue is empty");
        }
        return data[++front];
    }
}

循环队列

循环队列和非循环队列的实现方式略有不同，循环队列会将数组当作环形数据结构来使用。相对于非循环队列，循环队列节省了数组的存储空间，但是编写起来更加复杂，需要处理队列队首和队尾指针的位置。循环队列的读取和写入合在一起，写入位置(rear) 和读取位置(front) 初始值都为0。向队列里添加新元素时，将rear指针往后移动一位，如果移动到队列尾部就从头开始；同理，从队列里弹出数据时，将front指针向后移动一位。当队列空时，front == rear；当队列满时，(rear+1) % data.length == front。

循环队列示例

以下是一个循环队列的基本实现示例：

public class CircularQueue<E> {
    private E[] data;
    private int front, rear;

    public CircularQueue(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity];
        front = 0;
        rear = 0;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % data.length == front;
    }

    public void enqueue(E item) {
        if (isFull()) {
            throw new RuntimeException("Queue is full");
        }
        data[rear] = item;
        rear = (rear + 1) % data.length;
    }

    public E dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException("Queue is empty");
        }
        E item = data[front];
        front = (front + 1) % data.length;
        return item;
    }
}

总结

相比于非循环队列，循环队列具有以下优点：

1. 更节省存储空间
2. 更高效地利用数组，操作难度稍低
3. 可以避免数组的内部碎片（数组不必满），从而提高性能

然而，循环队列相对于非循环队列也更加复杂，需要特殊考虑大量极端情况及边界情况。因此，在实际使用过程中，需要根据实际需求来选择合适的队列实现方式。

以上就是 Java循环队列与非循环队列的区别总结，希望能对你有所帮助。