数据结构学习：c++实现队列的顺序存储结构

本部分内容是用c++实现队列的顺序存储结构：

一、首先我们要弄明白的几个内容：

1、实现队列的顺序存储结构是非常的简单的，是用固定长度的数组进行实现。

2、明白两个指针：front和rear。

front：队头指针，rear：队尾指针；tips：rear不一定大于front.如下图:

3、三个等式：

（1）队列为空的条件：

 front == rear

（2）队列满的条件：

（rear + 1）% QueueSize == front

（3）队列长度计算：

 size = (rear - front + QueueSize) % QueueSize

二、实现代码：

1、首先是头文件（类定义）部分：

#pragma once
#include <iostream>
#define QUEUESIZE 100
using namespace std;

/******************************
 *c++实现队列的顺序存储结构
 *******************************/

template <class ElemType>
class Queue
{
public:
	Queue();                          //构造和析构
	~Queue(); 
	int getSize();                    //获取长度
	void enQueue(ElemType &e);        //队尾插入元素
	void deQueue();                   //删除队头元素
	void display() const;             //输出整个队列元素
	bool isEmpty() const;             //判断是否为空队
	bool isFull() const;              //判断队是否已满

private:
	ElemType queue[QUEUESIZE]; 
	int front;                //队头、队尾指针      
	int rear;                 
	int m_size;               //队列长度
};

2、其次是函数定义部分：

#include "Queue.h"

//构造函数

template <class ElemType>
Queue<ElemType>::Queue():front(0),rear(0),m_size(0){
}

//析构函数

template <class ElemType>
Queue<ElemType>::~Queue(){
}

//获取队列的长度

template<class ElemType>
int Queue<ElemType>::getSize(){
	this->m_size = (rear - front + QUEUESIZE) % QUEUESIZE;
	return m_size;
}

//队尾插入元素

template<class ElemType>
void Queue<ElemType>::enQueue(ElemType &e){
	if ((rear + 1) % QUEUESIZE == front) {
		cout << "队列已满,不能插入新元素" << endl;
		return;
	}else {
		queue[rear] = e;
		rear = (rear + 1) % QUEUESIZE;  //指针向后移一个位置
	}
}

//删除队头元素

template<class ElemType>
void Queue<ElemType>::deQueue(){
	if (front == rear) {
		cout << "空队列，无元素" << endl;
		return;
	}
	ElemType e;
	e = queue[front];
	this->front = (this->front + 1) % QUEUESIZE;
}

//输出整个队列元素

template<class ElemType>
void Queue<ElemType>::display() const{
	if (front == rear) {
		cout << "队列中无元素" << endl;
		return;
	}else if (rear > front) {
		for (size_t i = front; i < rear; ++i) 
			cout << queue[i] << " ";
	}else {
		for (size_t j = front; j < QUEUESIZE -1; ++j)
			cout << queue[j] << " ";
		for (size_t k = 0; k < rear; ++k)
			cout << queue[k] << " ";
	}
}

//判断队空

template<class ElemType>
bool Queue<ElemType>::isEmpty() const {
	if (this->m_size == 0)
		return true;
	return false;
}

//判断队满

template<class ElemType>
bool Queue<ElemType>::isFull() const{
	if (this->m_size == 0)
		return false;
	return true;
}

3、最后是函数测试部分（main函数）：

#include "Queue.cpp"

int main()
{
	Queue<int> queue;
	cout << "*********************" << endl;
	cout << "新初始化的队列的长度为：" << queue.getSize() << endl;
	cout << "队是否为空:" << boolalpha << queue.isEmpty() << endl;
	cout << "*********************" << endl;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		queue.enQueue(i);
	cout << "插入元素后队列的长度：" << queue.getSize() << endl;
	cout << "队是否为空:" << boolalpha << queue.isEmpty() << endl;
	cout << "整个队列元素:" << endl;
	queue.display();
	cout << endl;
	cout << "*********************" << endl;
	queue.deQueue();
	cout << "删除元素后的的队列的长度：" << queue.getSize() << endl;
	cout << "队是否为空:" << boolalpha << queue.isEmpty() << endl;
	cout << "整个队列元素:" << endl;
	queue.display();
	cout << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

4、最后是测试结果：