循环队列实现(C++) Ring Buffer

循环队列：队列有着先入先出的特性。但是对于队列如果删除队头以后剩下的空间将不会被释放，又由于队列只能由队尾插入这就导致
被删除部分的空间被浪费。解决这个问题就是循环队列。循环队列顾名思义就是将队列串起来形成一个类似与环的结构。如图所示。对照着图很容易理解:
对于原来队列里的操作自然有不同的地方：
1.判断满：循环队列的满不再是rear=front 而是改成(rear-front+maxn)%maxn。
2.入队操作: data[rear] = x; rear = (rear+1)%maxn;

总体思想就是不让rear和front的值超过maxn的大小。于是就在rear和front自增时候模maxn。 

 

其实就是Ring Buffer

 

空队时指针（下标）front和rear在一起都指向队前方，当有元素进队，则rear后移；有元素出队，则front后移，最后，开始时分配给队的前端不再被利用。（查看动画演示）

为了充分利用队列，顺序队列总是做成一个逻辑上的循环队列。


注意：空队时rear等于front，满队时必须空一个位置。

 

#include <iostream>

using namespace std;

template <class T>
class cycleQueue
{
    private: 
        unsigned int m_size;
        int m_front;
        int m_rear;
        T*  m_data;
    public:
        cycleQueue(unsigned size)
            :m_size(size),
            m_front(0),
            m_rear(0)
        {   
            m_data = new T[size];
        }   

        ~cycleQueue()
        {   
            delete [] m_data;
        }   

        bool isEmpty()
        {   
            return m_front == m_rear;
        }   

        bool isFull() 
        {   
            return m_front == (m_rear + 1)%m_size;
        }   

        void push(T ele)throw(bad_exception)
        {
            if(isFull())
            {
                throw bad_exception();
            }
            m_data[m_rear] = ele;
            m_rear = (m_rear + 1)%m_size;
        }

        T pop() throw(bad_exception)
        {
            if(isEmpty())
            {
                throw bad_exception();
            }
            T tmp = m_data[m_front];
            m_front = (m_front + 1)%m_size;
            return tmp;
        }
};


int main()
{
    cycleQueue<int> q(5);
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    q.push(4);
    for (int i = 0; i < 4 ; i++)
        cout << q.pop() << endl;
    q.push(5);
    q.push(5);
    q.push(5);
    cout << q.pop() << endl;
    cout << q.pop() << endl;
    cout << q.pop() << endl;
    cout << q.pop() << endl;
    return 0;
}