Java自定义Queue实现运行时peek()方法报数组下标越界异常如何解决

错误原因 #

• 队列初始化时frontIndex被赋值为-1，但enqueue入队方法仅更新了backIndex的取值，没有在队列首次插入元素时同步修改frontIndex的值，调用peek()方法时直接用值为-1的frontIndex访问数组元素，触发数组下标越界异常。
• 现有代码还缺少isFull()方法的实现，会先触发编译错误。

修复步骤 #

1. 补全isFull()方法，判断队列是否已满的逻辑为backIndex == size - 1
2. 修改enqueue方法，首次插入元素时将frontIndex设置为0
3. 可选优化：给peek()方法增加空队列判断，避免空队列调用时抛出异常

修复后完整代码 #

public class Queue {
    int size;
    int frontIndex;
    int backIndex;
    int arr[];

    Queue() {
        size = 5;
        frontIndex = -1;
        backIndex = -1;
        arr = new int[size];
    }

    // 补全isFull方法
    public boolean isFull() {
        return backIndex == size - 1;
    }

    // 新增空队列判断方法
    public boolean isEmpty() {
        return frontIndex == -1 || frontIndex > backIndex;
    }

    public int peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("Queue is empty");
        }
        return arr[frontIndex];
    }

    public void enqueue(int data) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("Queue is overflow");
        } else {
            // 首次插入元素时修改frontIndex
            if (frontIndex == -1) {
                frontIndex = 0;
            }
            System.out.println("Insert " + data);
            backIndex++;
            arr[backIndex] = data;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Queue queue = new Queue();
        queue.enqueue(15);
        queue.enqueue(18);
        System.out.println("Front element of queue is " + queue.peek());
    }
}

运行结果 #

修复后代码运行输出如下：

Insert 15
Insert 18
Front element of queue is 15

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user14364844