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循环队列_CyclicQueue

【1】循环队列

【1.1】循环队列的各个接口

【1.2】循环队列初始化

【1.3】循环队列初销毁

【1.4】循环队列插入

【1.5】循环队列删除

【1.6】循环队列获取头位置数据

【1.7】循环队列获取尾位置数据

【1.8】循环队列判满

【1.9】循环队列判空

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循环队列_CyclicQueue

【1】循环队列

        另外扩展了解一下，实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。环形队列可以使用数组实现，也可以使用循环链表实现。

【1.1】循环队列的各个接口

    #pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <assert.h>


// 栈数据结构定义 ///
#define CYCLIC_QUEUE_CAPACITY 100
typedef int CQDataType;
typedef struct CyclicQueue {
    CQDataType* _buffer;
    int _front;
    int _back;
    size_t _size;
    size_t _Capacity;
}CQ;

// 栈常用接口定义 ///
/* 循环队列：初始化 */
void CyclicQueueInit(CQ* cq);

/* 循环队列：销毁 */
void CyclicQueueDestroy(CQ* cq);

/* 循环队列：插入 */
void CyclicQueuePush(CQ* cq, CQDataType val);

/* 循环队列：删除 */
void CyclicQueuePop(CQ* cq);

/* 循环队列：获取头位置数据 */
CQDataType CyclicQueueFront(CQ* cq);

/* 循环队列：获取尾位置数据 */
CQDataType CyclicQueueFrontBack(CQ* cq);

/* 循环队列：判断空 */
bool CyclicQueueEmpty(CQ* cq);

/* 循环队列：判断满 */
bool CyclicQueueFull(CQ* cq);

/* 循环队列：获取最大容量 */
size_t CyclicQueueCapacity(CQ* cq);

/* 循环队列：获取当前有效数据个数 */
size_t CyclicQueueSize(CQ* cq);

【1.2】循环队列初始化

/* 循环队列：初始化 */
void CyclicQueueInit(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);

    // 提前开辟空间
    cq->_buffer = (CQDataType*)malloc(sizeof(CQDataType) * (CYCLIC_QUEUE_CAPACITY + 1));
    if (cq->_buffer == NULL) {
        perror("malloc fail!");
        exit(-1);
    }
    // 初始化
    memset(cq->_buffer, 0, sizeof(CQDataType) * (CYCLIC_QUEUE_CAPACITY + 1));
    cq->_front = cq->_back = 0;
    cq->_size = 0;
    cq->_capacity = CYCLIC_QUEUE_CAPACITY + 1;
}

【1.3】循环队列初销毁

/* 循环队列：销毁 */
void CyclicQueueDestroy(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);

    // 释放空间
    free(cq->_buffer); cq->_buffer = NULL;
    // 初始化
    cq->_front = cq->_back = 0;
    cq->_size = 0;
    cq->_capacity = 0;
}

【1.4】循环队列插入

        插入时注意：back的位置到达后边界，需要让他回到0位置。

/* 循环队列：插入 */
void CyclicQueuePush(CQ* cq, CQDataType val) {
    // 断言
    assert(cq);

    // 检查是否满
    if (CyclicQueueFull(cq)) {
        printf("Cyclic Queue Full！\n");
        return ;
    }
    // 插入数据
    cq->_buffer[cq->_back++] = val;
    // 如果back到达尾部，需要调整为0
    cq->_back %= cq->_capacity;
    cq->_size++;
}

【1.5】循环队列删除

删除时注意：front的位置到达后边界，需要让他回到0位置(与插入相同)。

/* 循环队列：删除 */
void CyclicQueuePop(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);
 // 检查空
    if (CyclicQueueEmpty(cq)) {
        printf("Cyclic Queue Empty！\n");
        return;
    }

    cq->_front++;
    // 如果front到达尾部，需要调整为0
    cq->_front %= cq->_capacity;
    cq->_size--;
}

【1.6】循环队列获取头位置数据

/* 循环队列：获取头位置数据 */
CQDataType CyclicQueueFront(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);
    // 检查空
    if (CyclicQueueEmpty(cq)) {
        printf("Cyclic Queue Empty！\n");
        return -1;
    }

    return cq->_buffer[cq->_front];
}

【1.7】循环队列获取尾位置数据

/* 循环队列：获取尾位置数据 */
CQDataType CyclicQueueFrontBack(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);
    // 检查空
    if (CyclicQueueEmpty(cq)) {
        printf("Cyclic Queue Empty！\n");
        return -1;
    }
    else
    {
        return cq->_buffer[(cq->_back - 1 + cq->_capacity) % cq->_capacity];
    }
}

【1.8】循环队列判满

/* 循环队列：判断满 */
bool CyclicQueueFull(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);

    return (cq->_back + 1) % cq->_Capacity == cq->_front;
}

【1.9】循环队列判空

/* 循环队列：判断空 */
bool CyclicQueueEmpty(CQ* cq) {
    // 断言
    assert(cq);

    return cq->_back = cq->_front;
}