前言

日期：2023.7.25

书籍：2024年数据结构考研复习指导（王道考研系列）

内容：实现顺序队列的基本实现，主要功能如下：
1.顺序队列的数据结构
2.入队
3.出队
4.遍历
5.求队长

6.清空，销毁

1.顺序队列的定义

首先我们来看看什么是队列？

队列是一种先进先出（FIFO）的线性表，它只允许在表的一端进行插入，而在另一端删除元素。这和我们日常生活中的排队是一致的，最早进入队列的元素最早离开。队列的结构图如下所示：

明白了队列之后，顺序队列就非常简单了，用顺序存储结构表示的队列就简称为顺序队列。和顺序栈相类似，在队列的顺序存储结构中，除了用一组地址连续的存储单元依次存放从队列头到队列尾的元素之外，尚需附设两个指针front和rear分别指示队列头元素及队列尾元素的位置。

为了在C语言中描述方便起见，在此我们约定：初始化建空队列时，令front=rear=0，每当插人新的队列尾元素时，“尾指针增1”；每当删除队列头元素时，“头指针增1”。因此，在非空队列中，头指针始终指向队列头元素，而尾指针始终指向队列尾元素的下一个位置。了解了顺序队列之后，我们可以发现顺序队列有一个很大的缺点，它会出现虚假的满状态，为了解决这个问题我们可以将其改造成循环队列（循环队列将在下次进行介绍）。

2. 顺序队列的结构

3.顺序队列的操作

3.1定义一个顺序队列

#define MaxSize 50
typedef int ElemType;
typedef struct Queue{
	ElemType data[MaxSize]; //指向队列的存储空间
	int       front; //指向队头
	int       rear;  //指向队尾
}Queue;

3.2初始化

//1.初始化
void InitQueue(Queue *Q){
	Q->front = Q->rear = 0;
}

3.3入队

//入队操作
bool EnQueue(Queue *Q, ElemType x){
	//判断队列是否还有存储空间
	if(Q->rear >= MaxSize)
		return false;
	//如果还有存储空间，将数据入队
	Q->data[Q->rear] = x;
    Q->rear++;
    return true;
}

3.4出队

//出队
bool DeQueue(Queue *Q,ElemType *x){
	//判断队列中的元素是否为空
	if(Q->front == Q->rear)
		return false;
	//如果队列中的元素不为空，进行出队操作
    *x=Q->data[Q->front];
	Q->front++;
    return true;
}

3.5遍历求表长

//4.遍历队列
//打印顺序队列中的元素
bool ShowQueue(Queue *Q){
	//遍历队头到队尾中的每个元素，并将其打印输出
	for(int i=Q->front; i<Q->rear; ++i){
		printf("%d ",Q->data[i]);
	}
	printf("\n");
    return true;
}

//5.求队长
//获取队列元素个数
int Length(Queue *Q){
	//将尾指针位置减去头指针的位置就是队列中元素的个数
	return (Q->rear - Q->front);
}

3.6清空，销毁队列


//6.清空，销毁队列
//清空队列
bool ClearQueue(Queue *Q){
	//将队头指针和队尾指针都重置为0
	Q->front = Q->rear = 0;
    return true;
}
//销毁队列
void DestroyQueue(Queue *Q){
	//释放队列的存储空间
	free(Q);
	//将队列空间的位置指针置空
	Q = NULL;
}

4.完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define bool char
#define true 1
#define false 0


#define MaxSize 50
typedef int ElemType;
typedef struct Queue{
	ElemType data[MaxSize]; //指向队列的存储空间
	int       front; //指向队头
	int       rear;  //指向队尾
}Queue;

//1.初始化
void InitQueue(Queue *Q){
	Q->front = Q->rear = 0;
}

//2.入队
//入队操作
bool EnQueue(Queue *Q, ElemType x){
	//判断队列是否还有存储空间
	if(Q->rear >= MaxSize)
		return false;
	//如果还有存储空间，将数据入队
	Q->data[Q->rear] = x;
    Q->rear++;
    return true;
}
//3.出栈
//出队
bool DeQueue(Queue *Q,ElemType *x){
	//判断队列中的元素是否为空
	if(Q->front == Q->rear)
		return false;
	//如果队列中的元素不为空，进行出队操作
    *x=Q->data[Q->front];
	Q->front++;
    return true;
}
//4.遍历队列
//打印顺序队列中的元素
bool ShowQueue(Queue *Q){
	//遍历队头到队尾中的每个元素，并将其打印输出
	for(int i=Q->front; i<Q->rear; ++i){
		printf("%d ",Q->data[i]);
	}
	printf("\n");
    return true;
}

//5.求队长
//获取队列元素个数
int Length(Queue *Q){
	//将尾指针位置减去头指针的位置就是队列中元素的个数
	return (Q->rear - Q->front);
}

//6.清空，销毁队列
//清空队列
bool ClearQueue(Queue *Q){
	//将队头指针和队尾指针都重置为0
	Q->front = Q->rear = 0;
    return true;
}
//销毁队列
void DestroyQueue(Queue *Q){
	//释放队列的存储空间
	free(Q);
	//将队列空间的位置指针置空
	Q = NULL;
}



int main(){
	Queue Q;
	InitQueue(&Q);

	for(int i=1; i<=8; ++i){
		EnQueue(&Q, i);
	}
	ShowQueue(&Q);
    int x;
	DeQueue(&Q,&x);
    printf("%d\n",x);
	EnQueue(&Q,10);
	ShowQueue(&Q);
}