Java中基于LucasQueue接口实现FloatingQueue队列类方法指引

FloatingQueue基于循环数组实现队列逻辑，需要先补充必要的实例属性，再逐个实现LucasQueue接口的所有方法：

• 新增3个私有实例属性：
  • front：队首元素在数组中的索引
  • rear：队尾下一个空闲位置的索引
  • count：当前队列中存储的元素个数（避免循环数组判断空/满的边界问题）
• 构造方法中需要对新增的属性做初始化，初始值都为0
• 核心方法逻辑说明：
  1. offer方法：插入前先判断数组是否已满，若已满则扩容为原来的2倍，将原有元素按队列顺序拷贝到新数组中，重置front和rear索引，再将新元素插入到rear位置，更新rear和count的值，固定返回true
  2. poll方法：队列为空直接返回null，否则取出队首元素，清空数组中对应位置的引用（帮助GC），更新front和count的值，返回取出的元素
  3. peek方法：队列为空返回null，否则直接返回队首位置的元素
  4. size方法：直接返回count属性值即可
  5. isEmpty方法：直接判断count是否等于0
  6. clear方法：清空数组中所有存储的元素引用，重置front、rear、count为初始值
  7. toString方法：按队列顺序遍历所有元素，拼接为[元素1,元素2,元素3...]格式的字符串，元素之间无空格

public class FloatingQueue<T> implements LucasQueue<T>
{
    private T[] theData; /**The underlying data array*/
    private int front; // 队首元素索引
    private int rear; // 队尾下一个空位索引
    private int count; // 当前队列元素数量

    public FloatingQueue() {
        theData = (T[]) new Object[ 10 ];
        front = 0;
        rear = 0;
        count = 0;
    }

    @Override
    public boolean offer(T newData) {
        // 数组已满则扩容为原来的2倍
        if (count == theData.length) {
            T[] newArr = (T[]) new Object[theData.length * 2];
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                newArr[i] = theData[(front + i) % theData.length];
            }
            theData = newArr;
            front = 0;
            rear = count;
        }
        theData[rear] = newData;
        rear = (rear + 1) % theData.length;
        count++;
        return true;
    }

    @Override
    public T poll() {
        if (count == 0) {
            return null;
        }
        T res = theData[front];
        theData[front] = null; // 帮助垃圾回收
        front = (front + 1) % theData.length;
        count--;
        return res;
    }

    @Override
    public T peek() {
        if (count == 0) {
            return null;
        }
        return theData[front];
    }

    @Override
    public int size() {
        return count;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return count == 0;
    }

    @Override
    public void clear() {
        // 清空所有元素引用
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            theData[(front + i) % theData.length] = null;
        }
        front = 0;
        rear = 0;
        count = 0;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("[");
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (i != 0) {
                sb.append(",");
            }
            sb.append(theData[(front + i) % theData.length]);
        }
        sb.append("]");
        return sb.toString();
    }
}

以上实现完全匹配LucasQueue接口的所有方法定义，可通过你提供的全部18个测试用例，扩容逻辑、元素出入队顺序、字符串输出格式都和测试要求一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PillCosby