五、数据结构基础之循环队列C语言实现

/*
* 五、数据结构基础之循环队列
* 循环队列数据结构：
* 由于入队和出队操作中，头指针和尾指针只会增加，导致假上溢而不能有效地利用队列空间
* 将队列空间想象为一个首尾相连的圆环，以此来克服顺序队列的假上溢现象
* --- 2012年4月28日 ---by lee
*/

#ifndef _CIRCULAR_QUEUE_H
#define _CIRCULAR_QUEUE_H

#include "Utility.h"

//宏定义循环队列的空间大小
#define QUEUESIZE 20

//元素类型定义
typedef int DataType;

//循环队列结构的定义
typedef struct _CircularQueue
{
int front; //队列头指针
int rear; //队列尾指针
int count; //计数器，统计队列中元素个数
DataType data[QUEUESIZE]; //存储队列中的元素
} CircularQueue;

//对循环队列（顺序队列）的基本操作

void InitQueue(CircularQueue* queue);//初始化，构造空队
int IsQueueEmpty(CircularQueue* queue);//判断队是否为空
int IsQueueFull(CircularQueue* queue);//判断队是否为满，仅针对顺序队列
void EnQueue(CircularQueue* queue, DataType x);//元素x入队
DataType DeQueue(CircularQueue* queue);//出队，返回队首元素
DataType QueueFront(CircularQueue* queue);//取队首元素

//初始化，构造空队
void InitQueue(CircularQueue* queue)
{
queue->front=queue->rear=0;
queue->count=0;
}

//队列为空和满时，front都等于rear；判断队列是否为空或者为满:
//1、使用计数器count
//2、少用一个元素的空间，约定队列满时：(rear+1)%QUEUESIZE=front
//rear指向队尾元素的下一个位置，始终为空；队列的长度为(rear-front+QUEUESIZE)%QUEUESIZE

//判断队是否为空
int IsQueueEmpty(CircularQueue* queue)
{
return (0==queue->count);
}

//判断队是否为满
int IsQueueFull(CircularQueue* queue)
{
return (QUEUESIZE==queue->count);
}

//元素x入队
void EnQueue(CircularQueue* queue, DataType x)
{
//入队前，判断队满
if(IsQueueFull(queue))
Error("Queue is full");

queue->data[queue->rear]=x;
queue->rear=(queue->rear+1)%QUEUESIZE;
queue->count++;
}

//出队，返回队首元素
DataType DeQueue(CircularQueue* queue)
{
//出队前，判断队空
if(IsQueueEmpty(queue))
Error("Queue is empty");

DataType ret=queue->data[queue->front];
queue->front=(queue->front+1)%QUEUESIZE;
queue->count--;
return ret;
}

//取队首元素
DataType QueueFront(CircularQueue* queue)
{
//判断队空
if(IsQueueEmpty(queue))
Error("Queue is empty");

return queue->data[queue->front];
}

#endif

//测试代码
/*
CircularQueue q;
InitQueue(&q);
EnQueue(&q,1);
EnQueue(&q,2);
printf("Queue Front: %d\n",DeQueue(&q));
printf("Queue Front: %d\n",DeQueue(&q));
EnQueue(&q,1);
EnQueue(&q,2);
printf("Queue length: %d\n",q.count);
*/