1.循环队列的逻辑结构

循环队列在逻辑上连续的。

2.空的循环队列和满的循环队列

因为是采用数组进行队列的实现的，如果是存储N个数据的队列，需要开辟N + 1个空间，当队头指针Front等于队尾指针rear时，队列为空。当队尾指针（rear+1）%（N + 1）+ 1等于队头指针时，此时队列为满，为什么队尾指针要对N + 1进行取模运算呢，因为数组是连续的，当循环队列的尾指针走到数组的末尾时需要从数组下标为零的位置重新开始。不然数组的访问就会越界，对于头指针来说也是一样的。如图：

3.循环队列插入和删除

循环队列和队列一样，也是在队头插入数据，队尾删除数据。需要注意的是如果队头已经在数组的末尾了这时候删除掉队头的元素，队头的指针要更新到数组下标为零的元素，也就是front=（front+1）。那么下一次，队列删除的就是数组的第一个元素，如图：

插入元素也是一样的，如果rear超过了数组的长度以后要回到开始的位置。

为什么给数组开空间的时候要多开一个呢，因为始终要留出一个空位来，不然无法确定队列满的条件。

4.代码实现

typedef struct
{
    int* _array;
    int _front;
    int _rear;
    int _k;
} MyCircularQueue;

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj);//判断队列是否满了。
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj);//判断队列是否为空

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int _k) {
    MyCircularQueue* qu = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    qu->_array = (int*)malloc(sizeof(int) * (_k + 1));//多开一个
    qu->_front = qu->_rear = 0;//初始化指针
    qu->_k = _k + 1;
    return qu;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value)//入数据
{
    if (obj == NULL)
        return false;//队列为空直接返回
    //如果队列满了也就不能插入元素了
    if (myCircularQueueIsFull(obj))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        //队尾入数据
        obj->_array[obj->_rear] = value;
        ++(obj->_rear);
        obj->_rear = obj->_rear % (obj->_k);//确保rear是在合适的位置
        return true;
    }
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) //队头出数据
{
    if (obj == NULL)
        return false;
    if (obj->_front == obj->_rear)//队列为空时不能出数据
        return false;
    ++(obj->_front);
    obj->_front %= (obj->_k);//确保front不会越界
    return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空返回-1
        return -1;
    return obj->_array[obj->_front];
}
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空返回-1
        return -1;
    int tail = obj->_rear - 1;
    if (tail == -1)//如果tail为-1说明这时候rear在数组的开头，需要出队尾的元素在数组的末尾
        tail = obj->_k - 1;
    return obj->_array[tail];
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->_front == obj->_rear;//rear等于front时，队列为空
}
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj)
{
    return ((obj->_rear + 1) % obj->_k == obj->_front); //rear + 1等于front说明队列满了
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    if (obj == NULL)
        return;//确保指针存在
    free(obj->_array);//先释放开辟的数组
    free(obj);
}

原题链接循环队列的实现，如果大家有兴趣的，尝试一下。

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