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.循环队列的数据结构
2.入队
3.出队
4.遍历
5.求队长

6.清空，销毁

1.循环队列的定义

顺序队列在使用过程中容易出现虚假的满状态，为了解决这个问题，就产生了一个较巧妙的方法，将顺序队列臆造为一个环状的空间，称之为循环队列。

循环队列中指针和队列元素之间的关系不变，我们只需要利用模运算就可以很容易实现指针的循环移动。但是循环队列中存在一个问题，在循环队列中只凭头指针front等于尾指针rear无法判别队列空间是“空”还是“满”，可有两种处理方法：其一是另设一个标志位以区别队列是“空”还是“满”；其二是少用一个元素空间，约定以“队列头指针在队列尾指针的下一位置(指环状的下一位置)上”作为队列呈“满”状态的标志。此处使用方法二来解决这个问题。

2. 循环队列的结构

3.循环队列的操作

3.1定义循环队列

#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){
	//判断循环队列是否已满
	if(((Q->rear+1)%MaxSize) == Q->front)
		return false;
	//如果还有存储空间，将数据入队
	Q->data[Q->rear] = x;
    Q->rear = (Q->rear+1)%MaxSize;
    return true;
}

3.4出队

//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 = (Q->front+1)%MaxSize;
    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; ){
		printf("%d ",Q->data[i]);
        i = (i+1)%MaxSize;
	}
	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
	//计算尾指针位置与头指针位置的差距
	int len= Q->rear - Q->front;
	//如果为正数，那么len就是队列的长度；如果为负数，那么MAXSIZE+len才是队列的长度
	len = (len>0) ? len : MaxSize+len;
	return len;
}

3.6清空销毁


//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

//循环队列
#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){
	//判断循环队列是否已满
	if(((Q->rear+1)%MaxSize) == Q->front)
		return false;
	//如果还有存储空间，将数据入队
	Q->data[Q->rear] = x;
    Q->rear = (Q->rear+1)%MaxSize;
    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 = (Q->front+1)%MaxSize;
    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; ){
		printf("%d ",Q->data[i]);
        i = (i+1)%MaxSize;
	}
	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
	//计算尾指针位置与头指针位置的差距
	int len= Q->rear - Q->front;
	//如果为正数，那么len就是队列的长度；如果为负数，那么MAXSIZE+len才是队列的长度
	len = (len>0) ? len : MaxSize+len;
	return len;
}

//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<=15; ++i){
		EnQueue(&Q, i);
	}
	ShowQueue(&Q);
    int x;
	DeQueue(&Q,&x);
    printf("%d\n",x);
	EnQueue(&Q,100);
	ShowQueue(&Q);
    printf("%d\n",Length(&Q));
}