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ja/codes/swift/chapter_stack_and_queue/array_queue.swift

@@ -0,0 +1,113 @@
+/**
+ * File: array_queue.swift
+ * Created Time: 2023-01-11
+ * Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
+ */
+
+/* 循環配列ベースのキュー */
+class ArrayQueue {
+    private var nums: [Int] // キュー要素を格納する配列
+    private var front: Int // 先頭ポインタ。先頭要素を指す
+    private var _size: Int // キューの長さ
+
+    init(capacity: Int) {
+        // 配列を初期化
+        nums = Array(repeating: 0, count: capacity)
+        front = 0
+        _size = 0
+    }
+
+    /* キューの容量を取得 */
+    func capacity() -> Int {
+        nums.count
+    }
+
+    /* キューの長さを取得 */
+    func size() -> Int {
+        _size
+    }
+
+    /* キューが空かどうかを判定 */
+    func isEmpty() -> Bool {
+        size() == 0
+    }
+
+    /* エンキュー */
+    func push(num: Int) {
+        if size() == capacity() {
+            print("キューがいっぱいです")
+            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
+        let rear = (front + size()) % capacity()
+        // num をキュー末尾に追加
+        nums[rear] = num
+        _size += 1
+    }
+
+    /* デキュー */
+    @discardableResult
+    func pop() -> Int {
+        let 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()
+        _size -= 1
+        return num
+    }
+
+    /* キュー先頭の要素にアクセス */
+    func peek() -> Int {
+        if isEmpty() {
+            fatalError("キューが空です")
+        }
+        return nums[front]
+    }
+
+    /* 配列を返す */
+    func toArray() -> [Int] {
+        // 有効長の範囲内のリスト要素のみを変換
+        (front ..< front + size()).map { nums[$0 % capacity()] }
+    }
+}
+
+@main
+enum _ArrayQueue {
+    /* Driver Code */
+    static func main() {
+        /* キューを初期化 */
+        let capacity = 10
+        let queue = ArrayQueue(capacity: capacity)
+
+        /* 要素をエンキュー */
+        queue.push(num: 1)
+        queue.push(num: 3)
+        queue.push(num: 2)
+        queue.push(num: 5)
+        queue.push(num: 4)
+        print("キュー queue = \(queue.toArray())")
+
+        /* キュー先頭の要素にアクセス */
+        let peek = queue.peek()
+        print("先頭要素 peek = \(peek)")
+
+        /* 要素をデキュー */
+        let pop = queue.pop()
+        print("取り出した要素 pop = \(pop)，取り出し後 queue = \(queue.toArray())")
+
+        /* キューの長さを取得 */
+        let size = queue.size()
+        print("キューのサイズ size = \(size)")
+
+        /* キューが空かどうかを判定 */
+        let isEmpty = queue.isEmpty()
+        print("キューが空かどうか = \(isEmpty)")
+
+        /* 循環配列をテストする */
+        for i in 0 ..< 10 {
+            queue.push(num: i)
+            queue.pop()
+            print("第 \(i) 回のエンキュー + デキュー後 queue = \(queue.toArray())")
+        }
+    }
+}