循环队列--C语音实现

news2024/11/26 10:27:57

一、循环队列的特点：

二、普通的队列的缺点：

三、循环队列实现原理：

四、循环队列是实现步骤：

1.循环队列的头文件：

2.循环队列的源文件：

3.注意点：

一、循环队列的特点：

是具有队头指针和队尾指针，指示队列元素所在的位置，避免删除元素时移动大量元素。它只能队尾插入元素、在队头删除元素，是先进先出（First In First Out）的线性表，先进入的元素出队，后进入的元素才能出队。相比普通的队列，元素出队时无需移动大量元素，只需移动头指针。循环队列适合处理用户排队等待的情况，但需要预先分配大量存储空间。其时间复杂度为读取时O(1)，插入、删除时O(1)。

循环队列的优点：防止假溢出！循环队列可以有效地利用空间，避免了普通队列在出队操作后无法再次利用已出队的空间的问题。此外，循环队列还可以通过修改指针的位置实现逆序输出。

二、普通的队列的缺点：

假溢出：前面的空间就无法利用。

三、循环队列实现原理：

是基于固定长度的数组实现。并且会多开一个空间（区分满和空的情况）

循环队列是逻辑上循环，而不是物理上循环，物理上还是线性存储。

我们把第二个圈当做满来看，目的是为了用front和rear来区分空和满。

四、循环队列是实现步骤：

1.创建循环链表并且初始化

2.销毁循环队列
3.队列入，出

4.判断队列是否为空

5.判断队列是否为满

6.输出队列内容（打印）

7.获取队列长度

8.获取队列头元素

9.获取队列尾元素

1.循环队列的头文件：

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int CQDataType;
typedef struct CirQueue
{
	CQDataType* a;//指向数组的首元素
	int front;//指向头数据
	int rear;//指向尾数据的下一个位置
	int k;//实际存放的数据个数
}CQ;

//创建循环链表并且初始化
CQ* CreateQ(int n);

//销毁循环队列
void CirQueueDestry(CQ* cq);
//队列入，出
bool CirQueuePush(CQ* cq, CQDataType x);
bool CirQueuePop(CQ* cq);

//判断队列是否为空
bool CirQueueEmpty(CQ* cq);

//判断队列是否为满
bool CirQueueFull(CQ* cq);

//输出队列内容，打印
void CQPRINT(CQ* cq);

//获取队列长度
int CQSize(CQ* cq);

//获取队列头元素
CQDataType CQFrontElement(CQ* cq);

//获取队尾数据
int CirQueueRear(CQ* cq);

//销毁循环队列
void CirQueueDestroy(CQ* cq);

2.循环队列的源文件：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"CirQueue.h"
//创建循环链表并且初始化
CQ* CreateQ(int n)
{
	CQ* cq = (CQ*)malloc(sizeof(CQ));
	if (cq == NULL)
	{
		perror("malloc error");
		exit(-1);
	}
	CQDataType* tmp = (CQDataType*)malloc(sizeof(CQDataType) * (n + 1));
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc error");
		exit(-1);
	}
	cq->a = tmp;
	cq->front = cq->rear = 0;
	cq->k = n;
	return cq;
}

//销毁循环队列
void CirQueueDestry(CQ* cq)
{
	free(cq->a);
	free(cq);
}
//队列入，出
bool CirQueuePush(CQ* cq, CQDataType x)
{
	if (CirQueueFull(cq))
	{
		return false;
	}
	cq->a[cq->rear] = x;
	cq->rear++;
	cq->rear %= (cq->k + 1);
	return true;
}
bool CirQueuePop(CQ* cq)
{
	if (CirQueueEmpty(cq))
	{
		return false;
	}
	cq->front++;
	cq->front %= (cq->k + 1);
	return true;
}

//判断队列是否为空
bool CirQueueEmpty(CQ* cq)
{
	return cq->front == cq->rear;
}

//判断队列是否为满
bool CirQueueFull(CQ* cq)
{
	return (cq->rear+1)%(cq->k+1) == cq->front;
}

//输出队列内容，打印
void CQPRINT(CQ* cq)
{
	int szie = CQSize(cq);
	if (cq->front > cq->rear)
	{
		for (int i = cq->front; i < cq->k+1; i++)
		{
			printf("%d ", cq->a[i]);
		}
		for (int i = 0; i < cq->rear; i++)
		{
			printf("%d ", cq->a[i]);
		}
	}
	else
	{
		for (int i = cq->front; i < cq->rear; i++)
		{
			printf("%d ", cq->a[i]);
		}
	}
}

//获取队列长度
int CQSize(CQ* cq)
{
	if (cq->front > cq->rear)
	{
		return (cq->k) - (cq->front) + (cq->rear)+1;
	}
	else
	{
		return (cq->rear) - (cq->front);
	}
}

//获取队列头元素
CQDataType CQFrontElement(CQ* cq)
{
	if (CirQueueEmpty(cq))
	{
		return -1;
	}
	return cq->a[cq->front];
}

//获取队尾元素
int CirQueueRear(CQ* cq)
{
	if (CirQueueEmpty(cq))
	{
		return -1;
	}
	return cq->a[(cq->rear - 1 + cq->k + 1) % (cq->k + 1)];
}