设计循环队列-优快云博客

1.循环队列的定义

循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。

2.构造循环队列，长度为k

head指向对头，tail指向队尾，但是tail指向的空间没有数据存放，需要一个循环长度为k的循环队列时我们需要构造一个长度为k+1的数组多出来的那个空间用来判断队列是否为空是否为满.

typedef struct {
    int* a;
	int head;
	int tail;
	int size;
} MyCircularQueue;

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
	MyCircularQueue* My = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
	My->size = k;
	My->head = 0;
	My->tail = 0;
    My->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(My->size+1));
	return My;
}

3.循环队列的数据进出

当我们入数据时再tail指向的空间直接加入数据

但是有一种情况是tail指向了最后一个空间但第一个空间没有数据

当遇到这种情况时我们同样再在tail指向的位置进行入数据

但入完数据之后进行运算

tail = (tail + 1) % (size+1);

使tail回到第一个空间

当这种情况时tail指向空间的下一个位置是head的时候那么这个队列是满的那么这时候就不能再向队列里添加数据

当这种情况时tail和head指向同一个空间时队列是空的

当这种情况head指向队列最后一块空间时要删除数据，删除后需要对head进行运算

head=(head+1)%(size+1）

使head回到队列的第一个空间

代码实现

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
	if ((obj->tail+1)%(obj->size+1)!=obj->head)
	{
		obj->a[obj->tail] = value;
		obj->tail = (obj->tail + 1) % (obj->size+1);
        return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->tail!=obj->head)
	{
		obj->head=(obj->head+1)%(obj->size+1);
        return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

4.取对头的数据

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->tail==obj->head)
	{
		return -1;
	}
	else
	{
		return obj->a[obj->head];
	}
}

5.取队尾的数据

在取队尾的数据时我们同样会遇到这种情况我要要对tail进行运算使它能够指向队尾

tail = (tail + 1) % (size+1);

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->tail==obj->head)
	{
		return -1;
	}
	else
	{
		return obj->a[(obj->tail+obj->size)%(obj->size+1)];
	}
}

6.判断队列是否为空

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->head==obj->tail)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

7.判断队列是否为满

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
	if ((obj->tail+1)%(obj->size+1)==obj->head)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

8.释放队列空间

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
	free(obj->a);
	free(obj);
}

9.整体代码

typedef struct {
    int* a;
	int head;
	int tail;
	int size;
} MyCircularQueue;

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
	MyCircularQueue* My = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
	My->size = k;
	My->head = 0;
	My->tail = 0;
    My->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(My->size+1));
	return My;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
	if ((obj->tail+1)%(obj->size+1)!=obj->head)
	{
		obj->a[obj->tail] = value;
		obj->tail = (obj->tail + 1) % (obj->size+1);
        return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->tail!=obj->head)
	{
		obj->head=(obj->head+1)%(obj->size+1);
        return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->tail==obj->head)
	{
		return -1;
	}
	else
	{
		return obj->a[obj->head];
	}
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->tail==obj->head)
	{
		return -1;
	}
	else
	{
		return obj->a[(obj->tail+obj->size)%(obj->size+1)];
	}
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
	if (obj->head==obj->tail)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
	if ((obj->tail+1)%(obj->size+1)==obj->head)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
	free(obj->a);
	free(obj);
}