生命不是要等待风暴过去，而是要学会在风暴中跳舞。                ——卡莉尔·吉布朗
目录

🌺前言：

🍁一.循环队列是什么？

🍏二.循环队列有什么作用？

🍀三.OJ题之设计循环队列

1.创建循环队列的结构体

🏵️1.MyCircularQueue创建一个结构体指针

🍊3.myCircularQueueIsEmpty判断循环队列为空

🍀4.myCircularQueueIsFull判断循环队列为满

🍊5.myCircularQueueEnQueue往循环队列里面入元素 

🍂6.myCircularQueueDeQueue循环队列出元素 

🍁7.myCircularQueueFront返回对列头的元素

🍑8.myCircularQueueRear返回队列尾的元素

🍀9.myCircularQueueFree销毁循环队列

🍋四.完整代码

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🌺前言：

之前我们学习了队列，队列是先进先出的一个结构，而且也写了几个OJ题了，想必对队列也是很熟悉了，之前也一直留了一个东西没有讲，那就是循环队列。今天就让我们一起来学习一下循环队列吧。

🍁一.循环队列是什么？

循环队列顾名思义，就是一个队列它是循环的，之前我们学习的单链表的队列，那么循环队列就可以是单向循环的单链表。
我们知道队列的结构可以链式的结构，也可以是顺序的结构。今天我们要讲的就是顺序结构的循环队列，顺序结构就是一个数组。

普通的顺序结构的队列：我们使用队头和队尾来记录元素的变化。

1.刚开始front和rear都指向数组的第一个位置，也就是下标为0的位置，初始化front和rear都为0，所以当front和rear相等的时候，那么即队列此时为空。
 

2. 此时我们可以入队列，也就是往队列里面入元素。入一个元素，rear就往后面走一步。

3.然后我们可以出队列，出一个元素，front就往后面加1。

如果我还要继续入队列就不行了，因为rear已经走到尾了，但是数组还没有满，这种情况我们就叫假溢出，然后循环队列就横空出世了，就是为了解决假溢出的问题。

🍏二.循环队列有什么作用？

循环队列就是为了解决队列假溢出的问题，可以更好的利用空间。
循环队列的逻辑结构：（注意逻辑结构是我们假象出来）

 

注意这里空的情况是front==rear，但是当我们入队列，把队列入满了之后，rear还是跑到了front的位置，这样就没法区分空和满的情况， 所以我们把队列的一个位置给空出来，不放元素使用，就是拿来区分满和空的情况，这种情况满了就rear+1==front。

知道了循环队列的用途，我们就来一个OJ题来练练手。

🍀三.OJ题之设计循环队列

题目描述：
设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。

循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。

你的实现应该支持如下操作：

MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
isFull(): 检查循环队列是否已满。

示例：

MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
circularQueue.enQueue(1);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(2);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(3);  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 false，队列已满
circularQueue.Rear();  // 返回 3
circularQueue.isFull();  // 返回 true
circularQueue.deQueue();  // 返回 true
circularQueue.enQueue(4);  // 返回 true
circularQueue.Rear();  // 返回 4

做题链接：循环队列
接口函数：

typedef struct {

} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {

}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {

}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {

}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {

}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {

}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {

}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {

}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {

}

1.创建循环队列的结构体

typedef struct {
   int*a;//数组
   int front;//队列头
   int rear;//队列尾
   int k; //记录的队列的长度
} MyCircularQueue;

🏵️1.MyCircularQueue创建一个结构体指针

同样这里不是传参的方式，而是返回一个结构体的指针。

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
   MyCircularQueue*obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
   obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
   //记住这里数组长度是k，但是我们开k+1个空间，剩下的一个空间就拿来判断满的
   obj->front=obj->rear=0;
   obj->k=k;
   return obj;
}

🍊3.myCircularQueueIsEmpty判断循环队列为空

判断循环队列尾空，那可就太简单了。rear==front即为循环队列为空。

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
   return obj->rear==obj->front;
}

🍀4.myCircularQueueIsFull判断循环队列为满

对于判断队列满了，还得仔细斟酌一下，难道就是rear+1==front就为满了吗，其实不是这样的，因为我们开始画的是循环队列的逻辑结构，只是为了我们好理解。实际情况可不这样的，循环队列实际就一个普通的数组，循环就体现在一些特殊的手段上面，这个手段就是取余。

这个确实是rear+1==front就满了，但是如果是下面的情况呢 

就无法通过rear+1==front来判断满了，所以我们要使用取余来使得rear的下标和front重合。 

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front;//取余操作使得下标重合
}

🍊5.myCircularQueueEnQueue往循环队列里面入元素 

直接往队列为入元素即可，满了就无法入元素了。

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
     if(myCircularQueueIsFull(obj))//当队列为满时，那么久无法入队列了，直接返回false
        return false;
    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;
    obj->rear%=(obj->k+1);//同样是取余，达到循环的目的
    return true;
}

🍂6.myCircularQueueDeQueue循环队列出元素 

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj)
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空，那么久无法出元素了，直接返回false
     return false;
     obj->front++;//队列头往后走，即是出元素
     obj->front%=(obj->k+1);
     return true;
}

🍁7.myCircularQueueFront返回对列头的元素

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//为空，返回-1
       return -1;
    return obj->a[obj->front];
}

🍑8.myCircularQueueRear返回队列尾的元素

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {  
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
       return -1;
       return obj->a[(obj->rear+obj->k)%(obj->k+1)];//这里是尾，同样要使用取余来循环
}

🍀9.myCircularQueueFree销毁循环队列

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

🍋四.完整代码

typedef struct {
   int*a;//数组
   int front;//队列头
   int rear;//队列尾
   int k; //记录的队列的长度
} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
   MyCircularQueue*obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
   obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
   //记住这里数组长度是k，但是我们开k+1个空间，剩下的一个空间就拿来判断满的
   obj->front=obj->rear=0;
   obj->k=k;
   return obj;
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
   return obj->rear==obj->front;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
     if(myCircularQueueIsFull(obj))//当队列为满时，那么久无法入队列了，直接返回false
        return false;
    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;
    obj->rear%=(obj->k+1);//同样是取余，达到循环的目的
    return true;
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj)
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
     return false;
     obj->front++;
     obj->front%=(obj->k+1);
     return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//为空，返回-1
       return -1;
    return obj->a[obj->front];
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {  
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
       return -1;
       return obj->a[(obj->rear+obj->k)%(obj->k+1)];//这里是尾，同样要使用取余来循环
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}