数据结构:循环队列(C语言实现)

https://blog.csdn.net/lpp0900320123/article/details/20694409

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;

程序代码:

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

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;

程序代码:

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

5.如何判断循环队列是否为空

if(front==rear)

队列空;

else

  队列不空;

    bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
    {
        if(Q->front==Q->rear)    //判断是否为空
            return true;
        else
            return false;
    }

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;

    bool FullQueue(PQUEUE 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;
    }


附录:

queue.h文件代码:

    #ifndef __QUEUE_H_
    #define __QUEUE_H_
    typedef struct queue
    {
        int *pBase;
        int front;    //指向队列第一个元素
        int rear;    //指向队列最后一个元素的下一个元素
        int maxsize; //循环队列的最大存储空间
    }QUEUE,*PQUEUE;
     
    void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize);
    void TraverseQueue(PQUEUE Q);
    bool FullQueue(PQUEUE Q);
    bool EmptyQueue(PQUEUE Q);
    bool Enqueue(PQUEUE Q, int val);
    bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val);
    #endif

queue.c文件代码:

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include"malloc.h"
    #include"queue.h"
    /***********************************************
    Function: Create a empty stack;
    ************************************************/
    void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize)
    {
        Q->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*maxsize);
        if(NULL==Q->pBase)
        {
            printf("Memory allocation failure");
            exit(-1);        //退出程序
        }
        Q->front=0;         //初始化参数
        Q->rear=0;
        Q->maxsize=maxsize;
    }
    /***********************************************
    Function: Print the stack element;
    ************************************************/
    void TraverseQueue(PQUEUE Q)
    {
        int i=Q->front;
        printf("队中的元素是:\n");
        while(i%Q->maxsize!=Q->rear)
        {
            printf("%d ",Q->pBase[i]);
          //  i++;

          i = (i+1)%Q->maxsize;
        }
        printf("\n");
    }
    bool FullQueue(PQUEUE 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 EmptyQueue(PQUEUE Q)
    {
        if(Q->front==Q->rear)    //判断是否为空
            return true;
        else
            return false;
    }
    bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)
    {
        if(FullQueue(Q))
            return false;
        else
        {
            Q->pBase[Q->rear]=val;
            Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
            return true;
        }
    }
     
    bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)
    {
        if(EmptyQueue(Q))
        {
            return false;
        }
        else
        {
            *val=Q->pBase[Q->front];
            Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
            return true;
        }
    }
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作者:lpp0900320123
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/lpp0900320123/article/details/20694409?utm_source=copy
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