20200120 数据结构和算法之 数组循环队列的实现

数组循环队列针对数据量不大的情况下使用，可以快速地实现元素的入队和出队。入队和出队遵循先进先出(FIFO)的原则。结构体组成如下：

typedef int datatype;
typedef struct _loopQueue {
	datatype* data;
	int front;
	int rear;
}loopQueue;

其中基本的操作图如下：
循环队列入队，队尾循环后移 lq->rear=(lq->rear+1)%MAX_SIZE
循环队列出队，队头循环后移lq->front=(lq->front+1)&MAX_SIZE
循环队列队空 lq->front=lq->rear=0;//初始化时指向同一位置
循环队列满 (lq->rear+1)%MAX_SIZE=lq->front
队列的长度计算，分两种情况： 如果 lq->rear> lq->front
队列长度为 lq->rear-lq->front;若lq->rearfront,队列长度为 MAX_SZIE-lq->front-lq->rear)，即 lq->rear-lq->front+MAX_SIZE;
统一上述两种情况 长度为(lq->rear-lq->front+MAX_SIZE)%MAX_SIZE
完整的代码实现如下：

#include<Windows.h>
#include<iostream>
using namespace std;
#define MAX_SZIE 5
typedef int datatype;
typedef struct _loopQueue {
	datatype* data;
	int front;
	int rear;
}loopQueue;
bool initLoopQueue(loopQueue* &lq);
bool isFull(loopQueue* &lq);
int getLength(loopQueue* &lq);
void loopQueuePrint(loopQueue*& lq);
bool loopQueueEnter(loopQueue*& lq, datatype data);
bool loopQueueDelete(loopQueue*& lq, datatype &data);

int main() {
	loopQueue* lq;
	if(!initLoopQueue(lq)) {
		cout << "初始化失败！" << endl;
		exit(1);
	}

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		if (loopQueueEnter(lq, i)) {
			cout << "入队成功:"<<i<<endl;
		}
		else {
			cout << "入队失败:" << i << endl;
		}
	}
	cout << "队列的长度为:" << getLength(lq)<<endl;

	int data;
	for (int i = 0; i < 2; i++) {
		if (loopQueueDelete(lq, data)) {
			cout << "出队成功:" << data << endl;
		}
		else {
			cout << "出队失败:"  << endl;
		}
	}

	for (int i = 10; i < 15; i++) {
		if (loopQueueEnter(lq, i)) {
			cout << "入队成功:" << i << endl;
		}
		else {
			cout << "入队失败:" << i << endl;
		}
	}
	cout << "队列的长度为:" << getLength(lq) << endl;
	loopQueuePrint(lq);
	system("pause");
	return 0;
}
bool initLoopQueue(loopQueue* &lq) {
	lq = new loopQueue;
	if (!lq) return false;
	lq->data = new datatype[MAX_SZIE];
	memset(lq->data, 0, MAX_SZIE);
	lq->front = lq->rear = 0;
	return true;
}
bool isFull(loopQueue*& lq) {
	if (!lq) return false;
	if ((lq->rear + 1) % MAX_SZIE == lq->front)
		return true;
	else 
		return false;
}
int getLength(loopQueue*& lq) {
	if (!lq) return false;
	return (lq->rear - lq->front + MAX_SZIE) % MAX_SZIE;
}
void loopQueuePrint(loopQueue* &lq) {
	if (!lq || lq->front == lq->rear) return;
	int tmp = lq->front;
	while (1) {		
		datatype num = lq->data[tmp];
		cout << num << " ";
		tmp=(tmp+1)% MAX_SZIE;
		if (tmp == lq->rear) break;
	}
}
bool loopQueueEnter(loopQueue*& lq, datatype data) {
	if (!lq || isFull(lq)) return false;
	lq->data[lq->rear] = data;
	lq -> rear = (lq->rear + 1) % MAX_SZIE;
	return true;
}
bool loopQueueDelete(loopQueue*& lq, datatype& data) {
	if (!lq || lq->front == lq->rear) return false;
	data = lq->data[lq->front];
	lq->front = (lq->front + 1) % MAX_SZIE;
	return true;

}