基于顺序存储的环形队列算法库构建

news2024/11/27 8:28:43

学习贺利坚老师基于数组的环形队列

数据结构之自建算法库——顺序环形队列_下空队列q中依次入队列数据元素abc-CSDN博客文章浏览阅读5.2k次，点赞6次，收藏6次。本文针对数据结构基础系列网络课程(3)：栈和队列中第9课时环形队列的存储及基本操作。按照“0207将算法变程序”[视频]部分建议的方法，建设自己的专业基础设施算法库。下图是数据存储结构设计及各种操作实现的要点： 顺序环形队列算法库采用程序的多文件组织形式，包括两个文件： 　　 　　1.头文件：sqqueue.h，包含定义顺序环形队列数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；#ifnd_下空队列q中依次入队列数据元素abchttps://blog.csdn.net/sxhelijian/article/details/48464301

本人详细引入博客

队列的定义-CSDN博客文章浏览阅读1k次，点赞5次，收藏2次。ADT Queue{数据对象:D = { ai | ai 属于 ElemType, i=1,2,3...,n,n>=0}//ElemType为类型标识符数据关系:R = { | ai , ai+1 属于 D, i = 1,3,...,n-1}//前后顺序关系数据操作:InitQueue(&q):初始化队列 ,构造一个空队列DestroyQueue(&q):销毁队列 . 释放队列q 占用的存储空间._队列的定义https://blog.csdn.net/qq_57484399/article/details/127333046本人详细讲解博客

队列的顺序存储结构-CSDN博客文章浏览阅读1.2k次，点赞4次，收藏8次。说白了,就是一个数组 ,然后在两端进行操作 ,两端用首队指针和尾指针分别指向 ,然后进行相关的删除,插入操作, 目的还是模拟现实对数据的处理●描述队列•数据元素data , 元素具有同一类型ElemType ,最多为MaxSize(数组容量)•当前队首front•当前队尾 rear定义队列的数据结构以上是我们的队列的存储结构, 队列中有存储数据的数组 ElemType data[MaxSize];_队列的顺序存储结构https://blog.csdn.net/qq_57484399/article/details/127334106环形队列引入详细讲解

环形队列的存储及基本操作_环形队列基本操作-CSDN博客文章浏览阅读601次，点赞2次，收藏6次。{int front;int rear;}SqQueue;//rear 指向队尾元素// front 指向队头元素的前一个位置。_环形队列基本操作https://blog.csdn.net/qq_57484399/article/details/127340862

版本更新日志

v1.0: 基于之前的逻辑框架 , 简单改名, 易于理解

V1.0

算法库函数

//(1) 初始化顺序的循环队列
void Init_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&init_queue);
//(2) 销毁顺序的循环队列
void Destroy_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&destroy_queue);
//(3) 判断顺序循环队列是否为空
bool IsEmpty_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *judge_queue);
//(4) 测算循环队列的元素个数
int Length_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *measure_queue);
//(5) 入队元素
bool Enter_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&enter_queue, ElemType enter_value);
//(6) 出队元素
bool Out_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&Out_queue, ElemType &Out_value);

头文件

Sequential_circular_queue.h

#ifndef SEQUENTIAL_CIRCULAR_QUEUE_H_INCLUDED

#define SEQUENTIAL_CIRCULAR_QUEUE_H_INCLUDED

#define   MaxSize 8      //数组长度

typedef char ElemType;//自定义队列类型

//数组循环队列,自定义结构体
typedef struct
{
    ElemType data[MaxSize];//存储队列数据
    int Front;//队首指针
    int Rear;//队尾指针

}Sequential_circular_queue;

//(1) 初始化顺序的循环队列
void Init_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&init_queue);
//(2) 销毁顺序的循环队列
void Destroy_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&destroy_queue);
//(3) 判断顺序循环队列是否为空
bool IsEmpty_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *judge_queue);
//(4) 测算循环队列的元素个数
int Length_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *measure_queue);
//(5) 入队元素
bool Enter_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&enter_queue, ElemType enter_value);
//(6) 出队元素
bool Out_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&Out_queue, ElemType &Out_value);

#endif //SEQUENTIAL_CIRCULAR_QUEUE_H_INCLUDE

库函数实现

Sequential_circular_queue.cpp

/*****************************************
功  能: 基于顺序存储的环形队列
编程人: 王涛
时  间: 2024.6.22
版  本: V1.0
******************************************/
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "Sequential_circular_queue.h"

/**************************************************
(1)函数名: Init_Sequential_circular_queue
功  能: 初始创建的顺序循环队列
参  数: (1)Sequential_circular_queue *&init_queue:要初始化的顺序队列
返回值: 无
**************************************************/

void Init_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&init_queue)
{
    init_queue = (Sequential_circular_queue*)malloc(sizeof(Sequential_circular_queue));
    init_queue->Front = 0;
    init_queue->Rear = 0;
}

/**************************************************
(2)函数名: Destroy_Sequential_circular_queue
功  能: 销毁顺序存储的循环队列
参  数: (1)Sequential_circular_queue *&destroy_queue: 要销毁的队列
注  意: 传入的是 *& 指针地址, 所以可以修改原函数
返回值: 无(只有成功,没有失败)
**************************************************/
void Destroy_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&destroy_queue)
{
    free(destroy_queue);
}

/**************************************************
(3)函数名: IsEmpty_Sequential_circular_queue
功  能: 判断顺序循环队列是否为空
参  数: Sequential_circular_queue *&judge_queue:要判断的
返回值: bool:判断是队列是否为空
**************************************************/
bool IsEmpty_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *judge_queue)
{
    //队首,队尾重合,则队列为空
    return (judge_queue->Front == judge_queue->Rear);
}

/**************************************************
(4)函数名: Length_Sequential_circular_queue
功  能: 测算循环队列的元素个数
参  数: Sequential_circular_queue *&measure_queue:要进行测量元素个数的队列
返回值: int: 返回队列元素个数/长度
**************************************************/
int Length_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *measure_queue)
{
    return (measure_queue->Rear - measure_queue->Front+MaxSize)%MaxSize;
}

/**************************************************
(5)函数名: Enter_Sequential_circular_queue
功  能:入队元素
参  数:(1)Sequential_circular_queue *&enter_queue:入队元素的队列
       (2)ElemType enter_value:入队的元素值
返回值:bool: 是否队满? 是,成功:否,失败
**************************************************/
bool Enter_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&enter_queue, ElemType enter_value)
{
    //判断防止队满上溢
    if((enter_queue->Rear+1)%MaxSize == enter_queue->Front)
    {
        return false;
    }
    enter_queue->Rear = (enter_queue->Rear + 1)%MaxSize;
    enter_queue->data[enter_queue->Rear] = enter_value;
    return true;
}

/**************************************************
函数名: Out_Sequential_circular_queue
功  能:出队元素
参  数:(1)Sequential_circular_queue *&Out_queue:出队队列
        (2)ElemType &Out_value:出队队列元素值
注  意: 出队队列,要进行修改,所以是*&(指针地址)
        并且要传回出队元素的数值,所以也用的是 &(地址)
返回值: bool: 出队成功? 队非空,成功:队空,失败
**************************************************/
bool Out_Sequential_circular_queue(Sequential_circular_queue *&Out_queue, ElemType &Out_value)
{
    if(IsEmpty_Sequential_circular_queue(Out_queue))//判断为空,则跳出
    {
        return false;
    }
    Out_queue->Front = (Out_queue->Front + 1)%MaxSize; //锁定出队元素序号
    Out_value = Out_queue->data[Out_queue->Front];//传回出队数值
    return true;
}

主函数测试

main.cpp

#include <stdio.h>
#include "Sequential_circular_queue.h"

int main()
{
    ElemType test_data1;
    Sequential_circular_queue *test_queue1;
    printf("(1)初始化队列test_queue1\n");
    Init_Sequential_circular_queue(test_queue1);
    printf("(2)依次进队列元素 a b c \n");
    if(Enter_Sequential_circular_queue(test_queue1,'a') == 0)
    {
        printf("\n队满, 不能进队!\n");
    }
    if(Enter_Sequential_circular_queue(test_queue1,'b') == 0)
    {
        printf("\n队满, 不能进队!\n");
    }
    if(Enter_Sequential_circular_queue(test_queue1,'c') == 0)
    {
        printf("\n队满, 不能进队!\n");
    }

    printf("\n(3)队列为%s\n",(IsEmpty_Sequential_circular_queue(test_queue1)?"空":"非空"));


    if(Out_Sequential_circular_queue(test_queue1, test_data1) == 0)
    {
        printf("队空, 不能出队\n");
    }
    else
    {
        printf("(4)出队一个元素 %c \n", test_data1);
    }
    printf("(5)队列test_queue1的元素个数:%d\n", Length_Sequential_circular_queue(test_queue1));
    printf("(6) 依次进队列元素 d e f\n");

    test_data1 = 'd';
    if(Enter_Sequential_circular_queue(test_queue1, test_data1) == 0)
    {
        printf("\n队满,%c不能进队\n",test_data1);
    }
    test_data1 = 'e';
    if(Enter_Sequential_circular_queue(test_queue1, test_data1) == 0)
    {
        printf("\n队满,%c不能进队\n",test_data1);
    }
    test_data1 = 'f';
    if(Enter_Sequential_circular_queue(test_queue1, test_data1) == 0)
    {
        printf("\n队满,%c不能进队\n",test_data1);
    }
    printf("\n(7) 队列test1的元素个数是%d\n", Length_Sequential_circular_queue(test_queue1));
    printf("(8)出队列序号:");
    while(!IsEmpty_Sequential_circular_queue(test_queue1))
    {
        Out_Sequential_circular_queue(test_queue1,test_data1);
        printf("\n%c\n",test_data1);
    }
    printf("\n");
    printf("(9)释放队列\n");
    Destroy_Sequential_circular_queue(test_queue1);
    return 0;

}

运行结果

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