数据结构（C语言）顺序队列

队列：队头删除，队尾插入

顺序队列

顺序队列的结构设计成环形的原因：
为了使出队时间复杂度为O(1) ,为了解决队列“假溢出”问题
这样环形结构的好处就是：只要队列没有真正的满，永远不会溢出

注意：
为什么要浪费一个空间？ 是 为了区分空和满
队头==队尾为空 、 队尾往后一步是队头为满
环形结构front和rear不能直接++

本文件依旧由三个部分组成 queue.h、queue.cpp、main.cpp

queue.h头文件

#pragma once

#include<assert.h>
#include<malloc.h>

#define INIT_SIZE 10

typedef struct Queue
{
	int* elem;//存放动态内存地址
	int front;//队头指针
	int rear;//队尾指针，当前可以插入数据的下标
	int queuesize;//队列的总容量，要做到自动扩容，必须加这个成员
}Queue,*PQueue;

//初始化
void InitQueue(PQueue pq);

//入队
bool Push(PQueue pq, int val);

//获取队头元素的值,但不删除
bool  GetTop(PQueue pq, int* rtval);

//获取队头元素的值,并且删除
bool  Pop(PQueue pq, int* rtval);

//判空
bool IsEmpty(PQueue pq);

//判满
static bool IsFull(PQueue pq);

//扩容
static bool Inc(PQueue pq);

//获取栈中有效数据的个数
int GetLength(PQueue pq);

//销毁
void Destroy(PQueue pq);

queue.cpp 文件

#include"queue.h"



//初始化
void InitQueue(PQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return;

	pq->elem = (int*)malloc(INIT_SIZE * sizeof(int));
	pq->front = 0;
	pq->rear = 0;
	pq->queuesize = INIT_SIZE;
}

//入队
bool Push(PQueue pq, int val)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	if (IsFull(pq))
	{
		Inc(pq);
	}

	pq->elem[pq->rear] = val;//在队尾插入
	pq->rear = (pq->rear + 1) % pq->queuesize;//环形处理

	return true;
}

//获取队头元素的值,但不删除
bool  GetTop(PQueue pq, int* rtval)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	if (IsEmpty(pq))
		return false;

	*rtval = pq->elem[pq->front];
	return true;
}

//获取队头元素的值,并且删除
bool  Pop(PQueue pq, int* rtval)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	if (IsEmpty(pq))
		return false;

	*rtval = pq->elem[pq->front];
	pq->front = (pq->front + 1) % pq->queuesize;
	return true;
}

//判空
bool IsEmpty(PQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	return (pq->rear == pq->front);
}

//判满
static bool IsFull(PQueue pq)//静态：只自己用，因为对外没有满的概念（一满就扩容）
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	return ((pq->rear + 1) % pq->queuesize == pq->front);
}

//扩容
static bool Inc(PQueue pq)
{
	pq->queuesize *= 2;
	pq->elem = (int*)realloc( pq->elem, pq->queuesize*sizeof(int));

	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;//先扩容，再判断

	return true;
}


//获取栈中有效数据的个数
int GetLength(PQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return -1;

	return (pq->rear - pq->front + pq->queuesize) % pq->queuesize;
}

//销毁
void Destroy(PQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return;

	free(pq->elem);
	pq->elem = NULL;
	pq->front = 0;
	pq->rear = 0;
	pq->queuesize = 0;
}

main.cpp文件 ，用于测试函数是否写成功

#include"queue.h"
#include<stdio.h>

int main()
{
	Queue q;
	InitQueue(&q);
	int val;
	for (int i = 0; i < 13; i++)
	{
		Push(&q, i);
	}
	GetTop(&q, &val);
	printf("%d\n", val);
	printf("%d个\n", GetLength(&q));

	while(!IsEmpty(&q))
	{
		Pop(&q, &val);
		printf("%d   ", val);
	}
	printf("%d个\n", GetLength(&q));
	Destroy(&q);
	return 0;
}