循环队列解决空数组不能添加数据的问题

public class CircleArrayQueueDemo {

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("测试模拟环形队列的案例~");
    //有效个数3个，因为有一个空位
    CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(4);
    char key = ' ';
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    boolean loop = true;
    while(loop){
      System.out.println("s：显示队列");
      System.out.println("e：退出程序");
      System.out.println("a：添加数据到队列");
      System.out.println("g：从队列取出数据");
      System.out.println("h：查看队列头的数据");
      key = scanner.next().charAt(0);
      switch (key) {
      case 's':
        queue.showQueue();
        break;
      case 'a':
        System.out.println("请输入一个数：");
        int num = scanner.nextInt();
        queue.addQueue(num);
        break;
      case 'g':
        try {
          int result = queue.getQueue();
          System.out.printf("取出的数据是%d\n",result);
        } catch (Exception e) {
          System.out.println(e.getMessage());
        }
        break;
      case 'h':
        try {
          int result = queue.headQueue();
          System.out.printf("队列头的数据是%d\n",result);
        } catch (Exception e) {
          System.out.println(e.getMessage());
        }
        break;
      case 'e':
        scanner.close();
        loop = false;
        break;
      default:
        break;
      }
    }
    System.out.println("程序退出");
  }
}
class CircleArrayQueue{
  //队列的最大容量
  private int maxSize;
  //front变量的含义做一个调整：front就指向队列的第一个元素，
  //也就是说arr[front]是队列的第一个元素
  //front的初始值是0
  private int front;
  //rear变量的含义做一个调整：rear就指向队列的最后一个元素的后一个位置，
  //因为希望空出一个位置做为约定
  //rear的初始值是0
  private int rear;
  //该数组用于存放数据，模拟队列
  private int[] arr;
  //初始化队列数据
  public CircleArrayQueue(int maxSize){
    this.maxSize = maxSize;
    this.arr = new int[maxSize];
    this.front = 0;
    this.rear = 0;
  }
  //判断队列是否满
  public boolean isFull(){
    return (this.rear + 1) % this.maxSize == this.front;
  }
  //判断队列是否为空
  public boolean isEmpty(){
    return this.rear == this.front;
  }
  //添加数据到队列
  public void addQueue(int num){
    if(isFull()){
      System.out.println("队列已满，请稍后再添加。");
      return;
    }
    this.arr[this.rear] = num;
    //rear后移，这里必须考虑取模，因为比如说已经到最后一个位置，
    //直接+1复制的话，那么就越界了，所以需要对maxSize取模
    this.rear = (this.rear + 1) % this.maxSize;
  }
  //获取队列数据，出队列
  public int getQueue(){
    if(isEmpty()){
      throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据。");
//      System.out.println("队列为空。");
//      return -1;
    }
    //这里需要分析出：front是指向队列的第一个元素
    //1、先把front对应的值保留到一个临时变量；
    //2、将front后移；
    //3、将临时保存的变量返回
    int value = this.arr[this.front];
    this.front = (this.front + 1) % this.maxSize;
    return value;
  }
  //显示队列的所有数据
  public void showQueue(){
    if(isEmpty()){
      System.out.println("队列为空。");
      return;
    }
    for (int i = this.front; i < this.front + size(); i++) {
      System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % this.maxSize,arr[i % this.maxSize]);
    }
  }
  
  //求出当前队列的有效数据个数
  public int size(){
    //rear = 2
    //front = 1
    //maxSize = 3
    return (this.rear + this.maxSize - this.front) % this.maxSize;
  }
  
  //显示队列的头数据，不是取数据
  public int headQueue(){
    if(isEmpty()){
      throw new RuntimeException("队列为空。");
    }
    return this.arr[this.front];
  }
}