循环队列实现

       生活中有很多队列的影子，比如打饭排队，买火车票排队问题等，可以说与时间相关的问题，一般都会涉及到队列问题；从生活中，可以抽象出队列的概念，队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。队列分为链式队列和静态队列；静态队列一般用数组来实现，但此时的队列必须是循环队列，否则会造成巨大的内存浪费；链式队列是用链表来实现队列的。这里讲的是循环队列，首先我们必须明白下面几个问题

一、循环队列的基础知识

1.循环队列需要几个参数来确定

         循环队列需要2个参数，front和rear

2.循环队列各个参数的含义

（1）队列初始化时，front和rear值都为零；

（2）当队列不为空时，front指向队列的第一个元素，rear指向队列最后一个元素的下一个位置；

（3）当队列为空时，front与rear的值相等，但不一定为零；

3.循环队列入队的伪算法

（1）把值存在rear所在的位置；

（2）rear=（rear+1）%maxsize ，其中maxsize代表数组的长度；

4.循环队列出队的伪算法

（1）先保存出队的值；

（2）front=（front+1）%maxsize ，其中maxsize代表数组的长度；

5.如何判断循环队列是否为空

if（front==rear）

      队列空；

else

     队列不空；

6.如何判断循环队列是否为满

      这个问题比较复杂，假设数组的存数空间为7，此时已经存放1，a，5,7,22,90六个元素了，如果在往数组中添加一个元素，则rear=front；此时，队列满与队列空的判断条件front=rear相同，这样的话我们就不能判断队列到底是空还是满了；

解决这个问题有两个办法：一是增加一个参数，用来记录数组中当前元素的个数；第二个办法是，少用一个存储空间，也就是数组的最后一个存数空间不用，当（rear+1）%maxsiz=front时，队列满；

/*!
 * \file 循环队列.cpp
 *
 * \author ranjiewen
 * \date 2017/02/25 20:23
 *
 * 循环队列用数组实现，达到内存利用好
 */

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include "malloc.h"

#define  N  8

typedef struct queue
{
    int *pBase;  // 数组头指针
    int front;   //指向队列第一个元素
    int rear;    //指向队列的最后一个元素的下一个元素
    int maxsize;
    struct queue(){ pBase = nullptr, front = rear = maxsize = 0; }
}Queque,*LinkQueque;  


void CreateQueque(LinkQueque Q,int maxsize);
void TraverseQueque(LinkQueque Q);
bool FullQueque(LinkQueque Q);
bool EmptyQueque(LinkQueque Q);
bool EnQueque(LinkQueque Q, int val);
bool DeQueque(LinkQueque Q,int *val);


int main()
{
    Queque q; 
    LinkQueque Q=&q;    //初始化变量
    CreateQueque(Q, N);
    for (int i = 1; i <= 6;i++)
    {
        EnQueque(Q, i);
    }
    TraverseQueque(Q);
    EnQueque(Q, 10);
    if (FullQueque(Q))
    {
        TraverseQueque(Q);
        printf("满队列...\n");
    }
    int del_data=0;
    if (DeQueque(Q,&del_data))
    {
        printf("出队列成功，数值为：%d\n", del_data);
    }
    TraverseQueque(Q);

    return 0;
}

void CreateQueque(LinkQueque Q, int maxsize)
{
    Q->pBase = (int*)malloc(sizeof(int)*maxsize);
    if (Q->pBase==nullptr)
    {
        printf("Memory allocation failure...");
        exit(-1);
    }
    Q->front = 0; //初始化参数
    Q->rear = 0;
    Q->maxsize = maxsize;
}

void TraverseQueque(LinkQueque Q)
{
    int i = Q->front;
    printf("队列中的元素为：\n");
    while (i%Q->maxsize!=Q->rear)
    {
        printf("%d ", Q->pBase[i]);
        i=(i+1)%Q->maxsize;
    }
    printf("\n");
}

bool FullQueque(LinkQueque Q)
{
    if (Q->front == (Q->rear + 1) % Q->maxsize)    //判断循环链表是否满，留一个预留空间不用
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

bool EmptyQueque(LinkQueque Q)
{
    if (Q->rear==Q->front)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

bool EnQueque(LinkQueque Q, int val)
{
    if (FullQueque(Q))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        Q->pBase[Q->rear] = val;
        Q->rear = (Q->rear + 1) % Q->maxsize;
        return true;
    }
}

bool DeQueque(LinkQueque Q, int *val)
{
    if (EmptyQueque(Q))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        *val = Q->pBase[Q->front];
        Q->front = (Q->front + 1) % Q->maxsize;
        return true;
    }
}

测试结果：

 

 

数据结构：循环队列（C语言实现）