Add the chapter of stack and queue.

codes/java/chapter_stack_and_queue/array_queue.java

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+package chapter_stack_and_queue;
+
+import java.util.*;
+
+/* 基于环形数组实现的队列 */
+class ArrayQueue {
+    int[] nums; // 用于存储队列元素的数组
+    int size = 0; // 队列长度（即元素个数）
+    int front = 0; // 头指针，指向队首
+    int rear = 0; // 尾指针，指向队尾 + 1
+
+    public ArrayQueue(int capacity) {
+        // 初始化数组
+        nums = new int[capacity];
+    }
+
+    /* 获取队列的容量 */
+    public int capacity() {
+        return nums.length;
+    }
+
+    /* 获取队列的长度 */
+    public int size() {
+        int capacity = capacity();
+        // 由于将数组看作为环形，可能 rear < front ，因此需要取余数
+        return (capacity + rear - front) % capacity;
+    }
+
+    /* 判断队列是否为空 */
+    public boolean isEmpty() {
+        return rear - front == 0;
+    }
+
+    /* 入队 */
+    public void offer(int num) {
+        if (size() == capacity()) {
+            System.out.println("队列已满");
+            return;
+        }
+        // 尾结点后添加 num
+        nums[rear] = num;
+        // 尾指针向后移动一位，越过尾部后返回到数组头部
+        rear = (rear + 1) % capacity();
+    }
+
+    /* 出队 */
+    public int poll() {
+        // 删除头节点
+        if (isEmpty())
+            throw new EmptyStackException();
+        int num = nums[front];
+        // 队头指针向后移动，越过尾部后返回到数组头部
+        front = (front + 1) % capacity();
+        return num;
+    }
+
+    /* 访问队首元素 */
+    public int peek() {
+        // 删除头节点
+        if (isEmpty())
+            throw new EmptyStackException();
+        return nums[front];
+    }
+
+    public int[] toArray() {
+        int size = size();
+        int capacity = capacity();
+        // 仅转换有效长度范围内的列表元素
+        int[] arr = new int[size];
+        for (int i = 0, j = front; i < size; i++, j++) {
+            arr[i] = nums[j % capacity];
+        }
+        return arr;
+    }
+}
+
+public class array_queue {
+    public static void main(String[] args) {
+        /* 初始化队列 */
+        int capacity = 10;
+        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(capacity);
+
+        /* 元素入队 */
+        queue.offer(1);
+        queue.offer(3);
+        queue.offer(2);
+        queue.offer(5);
+        queue.offer(4);
+        System.out.println("队列 queue = " + Arrays.toString(queue.toArray()));
+
+        /* 访问队首元素 */
+        int peek = queue.peek();
+        System.out.println("队首元素 peek = " + peek);
+
+        /* 元素出队 */
+        int poll = queue.poll();
+        System.out.println("出队元素 poll = " + poll + "，出队后 queue = " + Arrays.toString(queue.toArray()));
+
+        /* 获取队列的长度 */
+        int size = queue.size();
+        System.out.println("队列长度 size = " + size);
+
+        /* 判断队列是否为空 */
+        boolean isEmpty = queue.isEmpty();
+
+        /* 测试环形数组 */
+        for (int i = 0; i < 10; i++) {
+            queue.offer(i);
+            queue.poll();
+            System.out.println("第 " + i + " 轮入队+出队后 queue = " + Arrays.toString(queue.toArray()));
+        }
+    }
+}