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ja/codes/kotlin/chapter_stack_and_queue/array_queue.kt

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+/**
+ * File: array_queue.kt
+ * Created Time: 2024-01-25
+ * Author: curtishd (1023632660@qq.com)
+ */
+
+package chapter_stack_and_queue
+
+/* 循環配列ベースのキュー */
+class ArrayQueue(capacity: Int) {
+    private val nums: IntArray = IntArray(capacity) // キュー要素を格納する配列
+    private var front: Int = 0 // 先頭ポインタ。先頭要素を指す
+    private var queSize: Int = 0 // キューの長さ
+
+    /* キューの容量を取得 */
+    fun capacity(): Int {
+        return nums.size
+    }
+
+    /* キューの長さを取得 */
+    fun size(): Int {
+        return queSize
+    }
+
+    /* キューが空かどうかを判定 */
+    fun isEmpty(): Boolean {
+        return queSize == 0
+    }
+
+    /* エンキュー */
+    fun push(num: Int) {
+        if (queSize == capacity()) {
+            println("キューは満杯です")
+            return
+        }
+        // 末尾ポインタを計算し、末尾インデックス + 1 を指す
+        // 剰余演算により、rear が配列末尾を越えた後に先頭へ戻るようにする
+        val rear = (front + queSize) % capacity()
+        // num をキュー末尾に追加
+        nums[rear] = num
+        queSize++
+    }
+
+    /* デキュー */
+    fun pop(): Int {
+        val num = peek()
+        // 先頭ポインタを1つ後ろへ進め、末尾を越えたら配列先頭に戻す
+        front = (front + 1) % capacity()
+        queSize--
+        return num
+    }
+
+    /* キュー先頭の要素にアクセス */
+    fun peek(): Int {
+        if (isEmpty()) throw IndexOutOfBoundsException()
+        return nums[front]
+    }
+
+    /* 配列を返す */
+    fun toArray(): IntArray {
+        // 有効長の範囲内のリスト要素のみを変換
+        val res = IntArray(queSize)
+        var i = 0
+        var j = front
+        while (i < queSize) {
+            res[i] = nums[j % capacity()]
+            i++
+            j++
+        }
+        return res
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fun main() {
+    /* キューを初期化 */
+    val capacity = 10
+    val queue = ArrayQueue(capacity)
+
+    /* 要素をエンキュー */
+    queue.push(1)
+    queue.push(3)
+    queue.push(2)
+    queue.push(5)
+    queue.push(4)
+    println("キュー queue = ${queue.toArray().contentToString()}")
+
+    /* キュー先頭の要素にアクセス */
+    val peek = queue.peek()
+    println("先頭要素 peek = $peek")
+
+    /* 要素をデキュー */
+    val pop = queue.pop()
+    println("取り出した要素 pop = ${pop}、取り出した後 queue =  ${queue.toArray().contentToString()}")
+
+    /* キューの長さを取得 */
+    val size = queue.size()
+    println("キューの長さ size = $size")
+
+    /* キューが空かどうかを判定 */
+    val isEmpty = queue.isEmpty()
+    println("キューが空かどうか = $isEmpty")
+
+    /* 循環配列をテストする */
+    for (i in 0..9) {
+        queue.push(i)
+        queue.pop()
+        println("第 $i ラウンドの追加 + 取り出し後 queue = ${queue.toArray().contentToString()}")
+    }
+}