循环队列的基本实现

一、 队列定义

队列（Queue）是一种先进先出（FirstInFirstOut，FIFO）的线性表，只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作。

二、队列的溢出

顺序队列中的溢出现象：
（1）"下溢"现象：当队列为空时，做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象，常用作程序控制转移的条件。
（2）"真上溢"现象：当队列满时，做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态，应设法避免。
（3）"假上溢"现象：由于入队和出队操作中，头尾指针只增加不减小，致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时，也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。

三、队列实现

// 循环队列（Queue）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 10

typedef struct {
	int *base;
	int front;// 对头
	int rear;// 对尾
} sQueue;

// 初始化
void InitQ(sQueue *Q) {
	Q->base = (int *)malloc(MAX_SIZE * sizeof(int));
	Q->front = 0;
	Q->rear = 0;
	printf("队列初始化完成...\n");
}

// 判断是否为空队
int QEmpty(sQueue *Q) {
	return Q->front == Q->rear ? 1 : 0;
}

// 判断是否为满队
int QFull(sQueue *Q) {
	return ((Q->rear + 1) % MAX_SIZE) == Q->front ? 1 : 0;
}

// 队长
int QLength(sQueue *Q) {
	return (Q->rear - Q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE;
}

// 入队
void EnQueue(sQueue *Q, int val) {
	if(QFull(Q)) {
		printf("队列已满，入队失败...\n");
		return;
	}
	Q->base[Q->rear]=val;
	Q->rear = (Q->rear + 1) % MAX_SIZE; // 实现循环 
}

// 出队
int DeQueue(sQueue *Q) {
	if(QEmpty(Q)) {
		printf("队列为空，无元素可出队...\n");
	}
	int e = Q->front;
	Q->front = (Q->front+ 1) % MAX_SIZE; // 实现循环
}

// 销毁
void DestroyQueue(sQueue *Q){
	free(Q);
	printf("队列已销毁...\n");
}

// 清空
 void ClearQueue(sQueue *Q){
 	Q->front = 0;
 	Q->rear = 0;
 	printf("队列已清空...\n");
 }
 
// 打印队列 
void display(sQueue *Q){
	printf("打印队列顺序为：Front->Rear\n");
	int i = Q->front;
	for(i;i!=Q->rear;i=(i+1)%MAX_SIZE){
		printf("%d  ",Q->base[i]);
	}
	printf("\n");
} 

main() {
	sQueue Q;
	srand((unsigned)time(0)); // 随机数种子

	InitQ(&Q);
	printf("队列是否为空：%s\n", QEmpty(&Q) ? "true":"false");
	printf("队列是否已满：%s\n", QFull(&Q) ? "true":"false");
	printf("队列长度为：%d\n", QLength(&Q));
	
	printf("生成随机数入队中...\n");
	int i;
	for(i=0; i<MAX_SIZE-1; i++) {
		EnQueue(&Q, rand() % 100); // 生成随机数
	}
	display(&Q);

	printf("队列是否为空：%s\n", QEmpty(&Q) ? "true":"false");
	printf("队列是否已满：%s\n", QFull(&Q) ? "true":"false");
	printf("队列长度为：%d\n", QLength(&Q));
	
	DeQueue(&Q); // 出队 
	display(&Q);
	
	ClearQueue(&Q);
	printf("队列长度为：%d\n", QLength(&Q));
}