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生活中有很多队列的影子,比如打饭排队,买火车票排队问题等,可以说与时间相关的问题,一般都会涉及到队列问题;从生活中,可以抽象出队列的概念,队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。队列分为链式队列和静态队列;静态队列一般用数组来实现,但此时的队列必须是循环队列,否则会造成巨大的内存浪费;链式队列是用链表来实现队列的。这里讲的是循环队列,首先我们必须明白下面几个问题
一、循环队列的基础知识
1.循环队列需要几个参数来确定
循环队列需要2个参数,front和rear
2.循环队列各个参数的含义
(1)队列初始化时,front和rear值都为零;
(2)当队列不为空时,front指向队列的第一个元素,rear指向队列最后一个元素的下一个位置;
(3)当队列为空时,front与rear的值相等,但不一定为零;
3.循环队列入队的伪算法
(1)把值存在rear所在的位置;
(2)rear=(rear+1)%maxsize ,其中maxsize代表数组的长度;
程序代码:
- bool Enqueue(PQUEUE pQueue, int val)
- {
- if(FullQueue(pQueue))
- return false;
- else
- {
- pQueue->pBase[pQueue->rear]=val;&nbqp;
- pQueue->rear=(pQueue->rear+1)%pQueue->maxsize;
- return true;
- }
- }
4.循环队列出队的伪算法
(1)先保存出队的值;
(2)front=(front+1)%maxsize ,其中maxsize代表数组的长度;
程序代码:
- bool Dequeue(PQUEUE pQueue, int *val)
- {
- if(EmptyQueue(pQueue))
- {
- return false;
- }
- else
- {
- *val=pQueue->pBase[pQueue->front];
- pQueue->front=(pQueue->front+1)%pQueue->maxsize;
- return true;
- }
- }
5.如何判断循环队列是否为空
if(front==rear)
队列空;
else
队列不空;
- bool EmptyQueue(PQUEUE pQueue)
- {
- if(pQueue->front==pQueue->rear) //判断是否为空
- return true;
- else
- return false;
- }
6.如何判断循环队列是否为满
这个问题比较复杂,假设数组的存数空间为7,此时已经存放1,a,5,7,22,90六个元素了,如果在往数组中添加一个元素,则rear=front;此时,队列满与队列空的判断条件front=rear相同,这样的话我们就不能判断队列到底是空还是满了;
解决这个问题有两个办法:一是增加一个参数,用来记录数组中当前元素的个数;第二个办法是,少用一个存储空间,也就是数组的最后一个存数空间不用,当(rear+1)%maxsiz=front时,队列满;
- bool FullQueue(PQUEUE pQueue)
- {
- if(pQueue->front==(pQueue->rear+1)%pQueue->maxsize) //判断循环链表是否满,留一个预留空间不用
- return true;
- else
- return false;
- }
完整代码:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
int len;//全局变量,静态队列的实际有效长度,即实际存放了len个数
typedef struct Queue
{
int *pBase;
int front;
int rear;
} QUEUE,*PQUEUE;
PQUEUE creat_queue();
bool enter_queue(PQUEUE,int);
bool full_queue(PQUEUE);
bool empty_queue(PQUEUE);
void traverse_queue(PQUEUE);
bool out_queue(PQUEUE,int *);
int main()
{ //创建静态队列,并定义出队数据的保存在变量data_save中
int data_save;
PQUEUE pQueue = creat_queue();
//将数据入队,并遍历输出队列中的数据
enter_queue(pQueue,1);
enter_queue(pQueue,2);
enter_queue(pQueue,3);
enter_queue(pQueue,4);
traverse_queue(pQueue);
//将数据出队,并遍历输出队列中的数据
out_queue(pQueue,&data_save);
traverse_queue(pQueue);
return 0;
}
//创建并初始化一个空的静态队列,返回指向该队列的指针,此时首尾在队列同一位置处
PQUEUE creat_queue()
{
printf("Input the length of the queue:\n");
scanf("%d",&len);
PQUEUE pQueue = (PQUEUE)malloc(sizeof(QUEUE));
pQueue->pBase = (int *)malloc(sizeof(int)*(len+1));
if(NULL==pQueue || NULL==pQueue->pBase)
{
printf("malloc failed!");
exit(-1);
}
else
{
pQueue->front = 0;
pQueue->rear = 0;
}
return pQueue;
}
//判断该静态队列是否满
bool full_queue(PQUEUE pQueue)
{
if(pQueue->front == (pQueue->rear+1)%(len+1))
return true;
else
return false;
}
//判断该静态队列是否空
bool empty_queue(PQUEUE pQueue)
{
if(pQueue->front == pQueue->rear)
return true;
else
return false;
}
//将变量val从队尾入队
bool enter_queue(PQUEUE pQueue,int val)
{
if(full_queue(pQueue))
return false;
else
{
pQueue->pBase[pQueue->rear] = val;
pQueue->rear = (pQueue->rear+1)%(len+1);
return true;
}
}
//将数据出队,并将其保存在out_data指针指向的位置
bool out_queue(PQUEUE pQueue,int *out_data)
{
if(empty_queue(pQueue))
return false;
else
{
*out_data = pQueue->front;
pQueue->front = (pQueue->front+1)%(len+1);
return true;
}
}
//遍历该静态队列,并自队首向队尾输出队列中的数据
void traverse_queue(PQUEUE pQueue)
{
int i = pQueue->front;
printf("now datas in the queue are:\n");
while(i != pQueue->rear)
{
printf("%d ",pQueue->pBase[i]);
i = (i+1)%(len+1);
}
printf("\n");
return ;