循环队列

      初始化建空队列时，令front=rear=0，每当插入新的队列尾元素师，“尾指针增1”；每当删除队列头元素时，“头指针增1”。

因此在非空队列中，头指针始终指向队列头元素，而尾指针始终指向队列尾元素的下一个位置。如下图示。

       在上图中假设当前队列最大空间为6，则当队列处于d图的状态不可再继续插入新的队列元素，否则会因为数组越界而遭致程序代码被破坏。

而此时又不宜如顺序栈那样，进行存储再分配扩大数组空间，因为队列的实际可用空间并未占满。一个较为巧妙的办法是将顺序队列臆造为一

个环装空间，这就是循环队列的由来。

 

      且看下图，（a）一般情况 ；（b）队列满时； （c）空队列

 

      在b，c中，Q.front=Qrear，所以只凭这个条件是无法判断队里空间是“空”，还是“满”的。这里有两种处理方法：其一是另设一个标志位以区别

队列是空还是满；其二是少用一个元素空间，约定以“队列头指针在队列为指针的下一位置（指环状的下一位置）上”作为队列呈“满”状态的标志。

      以上可见，c语言中不能用动态分配的一维数组来实现循环队列。

    

 

 

     下面是循环队列的一些基本操作：

#define MAXQSIZE 100 //队列的最大长度

#define OVERFLOW 0

#define  ERROR 0

#define  OK 1

 

typedef struct

{

      QelemType   *base;   //初始化的动态分配存储空间

      int front;    //若队列不为空，指向队列的头元素

      int rear;    //若队列不为空，指向队列的尾元素的下一个位置

}SqQueue;

 

    构造一个空队列

    Status InitQueue (SqQueue &Q)

{

   Q.base = (ElemType *)malloc (MAXQSIZE *sizeof(ElemType));

   if(!Q.base)  exit (OVERFLOW); //存储分配失败

   Q.front = Q.rear = 0;

   return OK;

}

 

 

    出队（删除队头元素，用e返回其值，并返回OK，否则返回ERROR）

   Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e)

{

   if(Q.front==Q.rear)

        return ERROR;

   e= Q.base[Q.front];

   Q.front=(Q.Front+1)%MAXQSIZE;

   return OK;

}

 

 

   入队 （在队尾加入一个元素）

   Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e)

{

    if（（Q.rear+1)%MAXQSIZE ==Q.front)  //表示队列已满

         return ERROR;

    Q.base[Q.rear]=e;

    Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE;

    return OK;

}

 

 

   返回队列长度

   int QueueLength(SqQueue Q)

{

   return (Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;

}

 

 

   清空队列

   int DestroyQueue(SqQueue *Q)
{
 if((*Q).base)
  free((*Q).base);
 (*Q).base=NULL;
 (*Q).front=(*Q).rear=0;
 return 1;
}

 

 

   销毁队列
int DestroyQueue(SqQueue *Q)
{
 if((*Q).base)
  free((*Q).base);
 (*Q).base=NULL;
 (*Q).front=(*Q).rear=0;
 return 1;
}

 

 

 

下面举个实际的例子：

 

这是一个.h文件，即头文件，我们把它命名为1.h

 

#ifndef QUEUE_H   //当一个c文件多次包含这个h文件时，会出大量的重复声明，使用ifndef可以避免错误。
#define QUEUE_H
#define MAXSIZE 20  //队列的最大长度  
typedef int ElemType; //队列的数据类型
typedef struct{
 ElemType data[MAXSIZE]; //队列
 int front; //队头的游标
 int rear;  //队尾的游标
}Queue;

void InitQueue(Queue *q); //初始化队列

void EnQueue(Queue *q,ElemType e); //元素e进队

void DeQueue(Queue *q,ElemType *e); //队头的元素出队

bool IsEmpty(Queue *q); //判断队列是否为空

int GetQueueLength(Queue *q); //返回队列的长度

void Clear(Queue *q); //清空队列

void Print(Queue *q); //打印队列

#endif //QUEUE_H

 

 

这是一个.c文件，是一个执行文件，我们把它命名为2.c

 

 

#include "Queue.h"
#include <stdio.h>
void InitQueue(Queue *q) //初始化队列
{
 q->front = q->rear = 0;
}
void EnQueue(Queue *q,ElemType e) //让元素e进队
{
 if((q->rear + 1) % MAXSIZE == q->front) //队列已满
  return;
 q->data[q->rear] = e; //元素e进队
 q->rear = (q->rear + 1) % MAXSIZE; //游标rear上前进一位,如果已达最后,就移到前面
}
void DeQueue(Queue *q,ElemType *e) //队头的元素出队存入*e
{
 if(q->rear == q->front) //如果队列为空返回
  return;
 *e = q->data[q->front]; //返回队头的元素
 q->front = (q->front + 1) % MAXSIZE; //游标front向前移一位,如果是队列的末尾移动到最前面
}
bool IsEmpty(Queue *q) //判断队列是否为空
{
 return q->front == q->rear ? true : false;
}
int GetQueueLength(Queue *q) //返回队列的长度
{
 return (q->rear - q->front + MAXSIZE) % MAXSIZE;
}
void Clear(Queue *q) //清空队列
{
 q->front = q->rear = 0;
}
void Print(Queue *q) //打印队列
{
 if(q->front == q->rear)
  return;
 else if(q->rear < q->front)
 {
  for(int i = q->front;i < MAXSIZE;++i)
   printf("%d ",q->data[i]);
  for(int i = 0;i < q->rear;++i)
   printf("%d ",q->data[i]);
  printf("\n");
 }
 else{
  for(int i = q->front;i < q->rear;++i)
   printf("%d ",q->data[i]);
  printf("\n");
 }
}