数据结构与算法分析—循环队列的数组实现(C语言)

数据结构与算法分析—循环队列的数组实现(C语言)

 

队列，也是一种表，使用队列的时候在表的末端队尾插入元素，在表的开头删除元素，因为先插入的元素先被访问，故队列又称为先进先出表，其基本操作为进队与出队，对应着插入与删除，也要先进行相应的判空判满

队列可以用链表实现，也可以用数组实现，这里用数组实现，每一个队列都有Fron和Rear来指向队头和队尾，我这里实现的是循环队列，值得注意的是何时为满，何时为空，如果Front与Rear同时指向一个位置为空，但是我们发现队列满的时候Front与Rear也同时指向同一个位置，这是为什么呢，举个例子，一个能存储6个元素的队列，队列总共有0，1，2，3，4，5，6种状态，而Front与Rear的差值只有0，1，2.，3，4，5种状态，根本不可能用5种状态来表示6种状态，有两种解决的方法，用一个Size变量来记录队列里元素的多少。或者用一个tag，删除的时候标记为1，插入的时候标记为0，当Front与Rear相等时判断即可。另外一种方法就是我们用n-1个空间，代码用第二种方法实现

之前做PTA上的题，有道题为Deque双端队列，把栈 链表 队列的知识综合在一起了，挺不错的。

 

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

struct QueueRecord;
typedef struct QueueRecord* Queue;
typedef int ElementType;
struct QueueRecord{
	int Capacity;
	int Front;
	int Rear;
	ElementType *Array;
}; 

int IsEmpty(Queue Q);
int IsFull(Queue Q);
Queue CreateQueue(int MaxElements);
void DisposeQueue(Queue Q);
void MakeEmpty(Queue Q);
void  Enqueue(ElementType X,Queue Q);
int  Dequeue(Queue Q);

//判断是否为空队列 
int IsEmpty(Queue Q){
	return Q->Front==Q->Rear;
}

//判断队列是否为满队列 
int IsFull(Queue Q){
	return ((Q->Rear+1)%Q->Capacity==Q->Front);
}

//初始化一个队列 
Queue CreateQueue(int MaxElements){
	Queue Q=(Queue)malloc(sizeof(struct QueueRecord));
	Q->Array=(ElementType*)malloc(sizeof(ElementType)*MaxElements);
	Q->Capacity=MaxElements;
	MakeEmpty(Q);
	return Q;
}

//让队列为空 
void MakeEmpty(Queue Q){
	Q->Front=Q->Rear=0;
}

//删除一个队列 
void DisposeQueue(Queue Q){
	if(Q!=NULL){
		free(Q->Array);
		free(Q);
	}
}

//向队列末尾里添加元素 
void Enqueue(ElementType X,Queue Q){
	if(IsFull(Q)){
		printf("队列已满\n");
	}else{
		Q->Rear=(Q->Rear+1)%Q->Capacity;
		Q->Array[Q->Rear]=X;
	}
}
//删除队列头部元素并返回 
int Dequeue(Queue Q){
	if(IsEmpty(Q)){
		printf("队列为空\n");
		return 0;
	}else{
		Q->Front=(Q->Front+1)%Q->Capacity;
		return Q->Array[Q->Front];
	}
}

int main(void){
	
	Queue Q;
	Q=CreateQueue(5);
	
	for(int i=1;i<=4;i++){
		Enqueue(i,Q);
	}
	if(IsFull(Q)){
		printf("满\n");
	} 
	for(int i=1;i<=4;i++){
		printf("%d\n",Dequeue(Q));
	}
	if(IsEmpty(Q)){
		printf("空\n");
	}
	return 0;
}