数据结构之循环队列

懒癌患者

循环队列的基本操作实现

1.构造循环队列原因：队列初始化时，令front=rear=0,每当插入一个元素时，“尾指针加1”；

删除一个元素时，“头指针加1”（注意指针都是加一）。

因此，在非空队列中，头指针始终指向队列的头元素，二尾指针始终指向队列的尾元素。

当删除一定量的元素后，队首则放空，而队尾若到达了边界值，则无法继续入队，这种情况下，造成了空间的浪费。

所以一个巧妙的方法就是，构造一个循环队列，充分利用空间。

2.循环队列判空、满的解决：

由于队列的判空或满的情况冲突，因此采用以下两种方法来解决这种问题：

（1）另外设置一个标志位以区别队列是“空”还是“满”；

（2）少用一个元素空间，约定“当队列头指针在队列尾指针的下一位（指环状的下一个位置）”上作为队列满“满”的标志。 

即当队列是空的时候 满足条件Q.front==Q.rear；当队列满的时候满足条件（Q.rear+1）%MAXSIZE == Q.front。MAXSIZE指

代队列的最大长度。

3.队列当前长度的获取：（Q.rear-Q.front+MAXSIZE）%MAXSIZE

4.循环基本操作队列实现（C语言）

#include<iostream>
#include<cstdlib>
using namespace std;
#define MaxLength 100
typedef int Elemtype;
typedef struct {
    Elemtype *base;//初始化的动态分配存储空间
    int front;//头指针，若队列不空，则指向队列的头元素
    int rear;//尾指针，若队列不空，指向队尾元素的下一个位置
}SqQueue;

/*循环队列基本操作的实现*/

//1.初始化，构造一个空队列
int init(SqQueue &Q){
    Q.base = (Elemtype *)malloc(MaxLength*sizeof(Elemtype));//申请内存空间，其类型为Elemtype
    if(!Q.base) exit(0);
    Q.front = Q.rear = 0; //初始化
    return 1;
}

//2.求循环队列的长度
int length(SqQueue &Q){
    return (Q.rear-Q.front + MaxLength)%MaxLength;
}

//3.插入一个元素
int insertRear(SqQueue &Q,Elemtype e){
    if((Q.rear+1)%MaxLength == MaxLength){
        cout<<"队列已满";
        return 0;
    }
    Q.base[Q.rear] = e;
    Q.rear = (Q.rear+1)%MaxLength;//队尾指针进1
    return 1;
}

//4、删除一个元素
int deleteFront(SqQueue &Q,Elemtype &e){
    if(Q.front == Q.rear){
        cout<<"队列为空"<<endl;
        return 0;
    }
    e = Q.base[Q.front]; //选取队首元素，用e返回其地址
    cout<<e<<" ";
    Q.front=(Q.front+1)%MaxLength;
    return 1;
}

int main(){
    SqQueue Q;
    init(Q);
    int i,n;
    Elemtype e;
    
    cout<<"请输入队列的元素(小于0则结束):"<<endl;
    while(1){
        cin>>e;
        if(e<0)break;
        cout<<"输入下一个元素："<<endl;
        insertRear(Q,e);
    }
    
    int len = length(Q);
    cout<<"删除所有元素（列出队列的所有元素）"<<endl;
    for(int i=0;i<len;i++){
        deleteFront(Q,e);
    }
    
    //在执行一次删除，出现异常
    deleteFront(Q,e);
    return 0;
}