数据结构：循环队列（队列的顺序表示）

原文地址：http://blog.csdn.net/lpp0900320123/article/details/20694409#comments

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生活中有很多队列的影子，比如打饭排队，买火车票排队问题等，可以说与时间相关的问题，一般都会涉及到队列问题；从生活中，可以抽象出队列的概念，队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。队列分为链式队列和静态队列；静态队列一般用数组来实现，但此时的队列必须是循环队列，否则会造成巨大的内存浪费；链式队列是用链表来实现队列的。这里讲的是循环队列，首先我们必须明白下面几个问题

一、循环队列的基础知识

1.循环队列需要几个参数来确定

循环队列需要2个参数，front和rear

2.循环队列各个参数的含义

（1）队列初始化时，front和rear值都为零；

（2）当队列不为空时，front指向队列的第一个元素，rear指向队列最后一个元素的下一个位置；

（3）当队列为空时，front与rear的值相等，但不一定为零；

3.循环队列入队的伪算法

（1）把值存在rear所在的位置；

（2）rear=（rear+1）%maxsize ，其中maxsize代表数组的长度；

程序代码：

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bool Enqueue(PQUEUE pQueue, int val)

{

if(FullQueue(pQueue))

return false;

else

{

pQueue->pBase[pQueue->rear]=val;&nbqp;

pQueue->rear=(pQueue->rear+1)%pQueue->maxsize;

return true;

}

}

4.循环队列出队的伪算法

（1）先保存出队的值；

（2）front=（front+1）%maxsize ，其中maxsize代表数组的长度；

程序代码：

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bool Dequeue(PQUEUE pQueue, int *val)

{

if(EmptyQueue(pQueue))

{

return false;

}

else

{

*val=pQueue->pBase[pQueue->front];

pQueue->front=(pQueue->front+1)%pQueue->maxsize;

return true;

}

}

5.如何判断循环队列是否为空

if（front==rear）

队列空；

else

队列不空；

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bool EmptyQueue(PQUEUE pQueue)

{

if(pQueue->front==pQueue->rear) //判断是否为空

return true;

else

return false;

}

6.如何判断循环队列是否为满



这个问题比较复杂，假设数组的存数空间为7，此时已经存放1，a，5,7,22,90六个元素了，如果在往数组中添加一个元素，则rear=front；此时，队列满与队列空的判断条件front=rear相同，这样的话我们就不能判断队列到底是空还是满了；

解决这个问题有两个办法：一是增加一个参数，用来记录数组中当前元素的个数；第二个办法是，少用一个存储空间，也就是数组的最后一个存数空间不用，当（rear+1）%maxsiz=front时，队列满；

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bool FullQueue(PQUEUE pQueue)

{

if(pQueue->front==(pQueue->rear+1)%pQueue->maxsize) //判断循环链表是否满，留一个预留空间不用

return true;

else

return false;

}

完整代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  
#include<stdbool.h>  
  
int len;//全局变量，静态队列的实际有效长度，即实际存放了len个数  
typedef struct Queue  
{  
int *pBase;  
int front;  
int rear;  
} QUEUE,*PQUEUE;  
  
  
PQUEUE creat_queue();  
bool enter_queue(PQUEUE,int);  
bool full_queue(PQUEUE);  
bool empty_queue(PQUEUE);  
void traverse_queue(PQUEUE);  
bool out_queue(PQUEUE,int *);  
  
  
int main()  
{ //创建静态队列，并定义出队数据的保存在变量data_save中  
int data_save;  
PQUEUE pQueue = creat_queue();  
//将数据入队，并遍历输出队列中的数据  
enter_queue(pQueue,1);  
enter_queue(pQueue,2);  
enter_queue(pQueue,3);  
enter_queue(pQueue,4);  
        traverse_queue(pQueue);  
//将数据出队，并遍历输出队列中的数据  
out_queue(pQueue,&data_save);  
        traverse_queue(pQueue);  
  
  
return 0;  
}  
  
  
//创建并初始化一个空的静态队列,返回指向该队列的指针，此时首尾在队列同一位置处  
  
  
PQUEUE creat_queue()  
{  
printf("Input the length of the queue:\n");  
scanf("%d",&len);  
PQUEUE pQueue = (PQUEUE)malloc(sizeof(QUEUE));  
pQueue->pBase = (int *)malloc(sizeof(int)*(len+1));  
if(NULL==pQueue || NULL==pQueue->pBase)  
{  
  printf("malloc failed!");  
  exit(-1);  
}  
else  
{  
  pQueue->front = 0;  
  pQueue->rear = 0;  
}  
return pQueue;  
}  
  
  
//判断该静态队列是否满  
bool full_queue(PQUEUE pQueue)  
{  
if(pQueue->front == (pQueue->rear+1)%(len+1))  
  return true;  
else  
  return false;  
}  
  
  
//判断该静态队列是否空  
bool empty_queue(PQUEUE pQueue)  
{  
if(pQueue->front == pQueue->rear)  
  return true;  
else  
  return false;  
}  
  
  
//将变量val从队尾入队  
bool enter_queue(PQUEUE pQueue,int val)  
{  
if(full_queue(pQueue))  
  return false;  
else  
{  
  pQueue->pBase[pQueue->rear] = val;  
  pQueue->rear = (pQueue->rear+1)%(len+1);  
  return true;  
}  
}  
  
  
//将数据出队，并将其保存在out_data指针指向的位置  
bool out_queue(PQUEUE pQueue,int *out_data)  
{  
if(empty_queue(pQueue))  
  return false;  
else  
{  
  *out_data = pQueue->front;  
      pQueue->front = (pQueue->front+1)%(len+1);  
  return true;  
}  
}  
  
  
//遍历该静态队列，并自队首向队尾输出队列中的数据  
  
  
void traverse_queue(PQUEUE pQueue)  
{  
int i = pQueue->front;  
printf("now datas in the queue are:\n");  
while(i != pQueue->rear)  
{  
  printf("%d ",pQueue->pBase[i]);  
  i = (i+1)%(len+1);  
}  
printf("\n");  
return ;