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数据结构之循环队列c语言实现

2016-11-05 19:41 615 查看
队列是一种先入先出的结构,数据从队列头出,队尾进。在linux内核中进程调度,打印缓冲区都有用到队列。

队列有多种实现方式,可以用链表,也可以用数组。这里用数组来实现一个简单的循环队列。首先创建一个大小为8的队列如下,队列头尾指针指向同一块内存,




当从队列尾部插入一个数据后变成下面的情形,为了便于处理,这里始终会浪费一个空间



继续插入数据,直到出现以下情形,表示队列满了,



接下来看一下出队的情形,从队列头出队3个元素,



再添加三个元素后队列又变成满的了,





在上面这种情况下面,如果再添加元素就会把队列头的元素覆盖掉,如下:





循环队列实现代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/* 循环队列大小*/
#define MAX 8

typedef struct queue {
int *que_array;
int front;		//指向队首
int rear;		//指向队尾
int valid_cnt;	//队列中有效的数据个数
int total;      //队列总大小
} queue_t;

typedef enum {
E_NONE     = 0,
E_NOMEMORY = 1,
E_FAIL     = 2,
} error_t;

void init_queue(queue_t *que)
{
que->que_array = (int *)malloc(sizeof(int) * MAX);
if (que->que_array == NULL) {
printf("no mem\n");
exit(-E_NOMEMORY);
}
que->front     = 0;
que->rear      = 0;
que->valid_cnt = 0;
que->total     = MAX;
}

/* 判断队列是否已满 */
int is_full(queue_t *que)
{
return (((que->rear + 1) % que->total) == (que->front));
}

/* 判断队列是否为空 */
int is_empty(queue_t *que)
{
return (que->front == que->rear);
}

/* 元素入队 */
void entry_queue(queue_t *que, int data)
{
if (is_full(que)) {
printf("队列已满,添加后有可能会覆盖掉前面的元素 \n");
que->front = ((que->front+1) % que->total);
}
que->que_array[que->rear % que->total] = data;
que->rear = (que->rear+1) % que->total;
que->valid_cnt++;
}

/* 元素出队 */
int del_queue(queue_t *que)
{
int tmp;

if (is_empty(que)) {
printf("队列为空 \n");
return -E_FAIL;
}

tmp = que->que_array[que->front % que->total];
que->front = ((que->front+1) % que->total);
que->valid_cnt--;

return tmp;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
int tem_data,i;
queue_t que;

init_queue(&que);

#if 0
for (i = 0; i < 7; i++) {
entry_queue(&que, i + 1);
}

printf("出队队列中的所有元素 \n");
while (!is_empty(&que)) {
printf("%d,", del_queue(&que));
}
#endif

/*接下来,添加十个元素试试*/
for (i = 0; i < 10; i++) {
entry_queue(&que, i + 1);
}

printf("出队队列中的所有元素 \n");
while (!is_empty(&que)) {
printf("%d,", del_queue(&que));
}

return 0;
}
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