循环队列的基本操作

下面是循环队列的定义和基本操作:

//定义函数状态码
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2

//初始长度,扩容时增加的长度
#define INIT_SIZE 20
#define INCREASESIZE 10

typedef int Status;//函数返回状态
typedef int QElemType;//整型为例

//循环队列存储结构定义
typedef struct {
    QElemType *base;//存储空间基址
    int front;//队头
    int rear;//队尾
    int queue_size;//容量
}SqQueue;

//队列是否为空
bool Queue_Empty(SqQueue &Q)
{
    if(Q.front==Q.rear)return true;
    else return false;
}

//队列是否(假)满
bool Queue_Full(SqQueue &Q)
{
    if((Q.rear+1)%Q.queue_size==Q.front)return true;
    else return false;
}

//队列初始化
Status Queue_Init(SqQueue &Q)
{
    Q.base=(QElemType *)malloc(INIT_SIZE*sizeof(QElemType));
    if(!Q.base) return OVERFLOW;//开辟失败
    Q.front=0;
    Q.rear=0;
    Q.queue_size=INIT_SIZE;
    return OK;
}

//队尾元素插入
Status Queue_Insert(SqQueue &Q,QElemType e)
{
    //队列满,扩容
    if(Queue_Full(Q))
    {
        Q.base=(QElemType *)realloc(Q.base,(INIT_SIZE+INCREASESIZE)*sizeof(QElemType));
        if(!Q.base) return OVERFLOW;
        Q.queue_size=Q.queue_size+INCREASESIZE;
    }
    Q.base[Q.rear]=e;
    Q.rear=(Q.rear+1)%Q.queue_size;
    return OK;
}

//队头元素的获取
Status Queue_Get(SqQueue &Q,QElemType &e)
{
    if(Queue_Empty(Q))return ERROR; //空队列的处理
    e=Q.base[Q.front];
    Q.front=(Q.front+1)%Q.queue_size;
    return OK;
}

//队列的长度
int Queue_Length(SqQueue &Q)
{
    return (Q.rear-Q.front+Q.queue_size)%Q.queue_size;
}

下面是一个测试函数:

int main()
{
    int n;
    int num;
    SqQueue Odd;
    if(Queue_Init(Odd)!=OK)
    {
        printf("defult\n");
        return 0;
    }
    scanf("%d",&n);
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%d",&num);
        Queue_Insert(Odd,num);
    }
    printf("Empty:%d\n",Queue_Empty(Odd));
    printf("length:%d\n",Queue_Length(Odd));
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        int e;
        Queue_Get(Odd,e);
        printf("%d ",e);
    }
}
### 关于循环队列基本操作的动态演示 对于理解复杂的算法数据结构而言,可视化工具能够提供直观的帮助。针对循环队列这一特定的数据结构,在网络上存在多种资源可以帮助学习者更好地掌握其工作原理。 #### 插入元素 (Enqueue) 当执行插入操作时,如果`rear`指针的位置加1并对数组长度取模后的结果不等于`front`指针,则表示有可用空间用于插入新元素。此时会更新`rear=(rear+1)%MAXSIZE`并放置新的元素到该位置[^2]。 ```c bool EnQueue(Queue *Q, DataType x){ if ((Q->rear + 1) % MAXSIZE == Q->front){ // 判断队列是否已满 return false; } Q->data[(++Q->rear) % MAXSIZE] = x; // 将元素加入队尾 return true; } ``` #### 删除元素 (Dequeue) 移除最前面的元素意味着要移动`front`指针至下一个位置(`front=(front+1)%MAXSIZE`),同时返回被删除的那个元素。需要注意的是,在此之前应该先验证队列不是空的状态[^3]。 ```c DataType DeQueue(Queue *Q){ if (Q->front == Q->rear){ // 检查队列是否为空 printf("Queue is empty\n"); exit(-1); } return Q->data[(++Q->front) % MAXSIZE]; // 返回并移除队头元素 } ``` 为了更生动形象地展示上述过程,推荐访问一些在线平台如[VisuAlgo](https://visualgo.net/en/), 它提供了丰富的交互式动画教程,涵盖了包括但不限于循环队列在内的众多经典数据结构及其操作方法。这些网站通常允许用户自定义输入参数,并实时观察每一步骤的变化情况,非常适合用来辅助教学个人自学。
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