数据结构：循环队列（C语言实现）

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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 Q, int val)  

{  

    if(FullQueue(Q))  

        return false;  

    else  

    {  

        Q->pBase[Q->rear]=val;  

        Q->rear=(Q->rear+1)%Q->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 Q, int *val)  

{  

    if(EmptyQueue(Q))  

    {  

        return false;  

    }  

    else  

    {  

        *val=Q->pBase[Q->front];  

        Q->front=(Q->front+1)%Q->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 Q)  

{  

    if(Q->front==Q->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 Q)  

{  

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

        return true;  

    else  

        return false;  

}  

附录：

queue.h文件代码：

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#ifndef __QUEUE_H_  

#define __QUEUE_H_  

typedef struct queue   

{  

    int *pBase;  

    int front;    //指向队列第一个元素  

    int rear;    //指向队列最后一个元素的下一个元素  

    int maxsize; //循环队列的最大存储空间  

}QUEUE,*PQUEUE;  

  

void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize);  

void TraverseQueue(PQUEUE Q);  

bool FullQueue(PQUEUE Q);  

bool EmptyQueue(PQUEUE Q);  

bool Enqueue(PQUEUE Q, int val);  

bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val);  

#endif  

queue.c文件代码：

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#include<stdio.h>  

#include<stdlib.h>  

#include"malloc.h"  

#include"queue.h"  

/*********************************************** 

Function: Create a empty stack; 

************************************************/  

void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize)  

{  

    Q->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*maxsize);  

    if(NULL==Q->pBase)  

    {  

        printf("Memory allocation failure");  

        exit(-1);        //退出程序  

    }  

    Q->front=0;         //初始化参数  

    Q->rear=0;  

    Q->maxsize=maxsize;  

}  

/*********************************************** 

Function: Print the stack element; 

************************************************/  

void TraverseQueue(PQUEUE Q)  

{  

    int i=Q->front;  

    printf("队中的元素是:\n");  

    while(i%Q->maxsize!=Q->rear)  

    {  

        printf("%d ",Q->pBase[i]);  

        i++;  

    }  

    printf("\n");  

}  

bool FullQueue(PQUEUE Q)  

{  

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

        return true;  

    else  

        return false;  

}  

bool EmptyQueue(PQUEUE Q)  

{  

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

        return true;  

    else  

        return false;  

}  

bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)  

{  

    if(FullQueue(Q))  

        return false;  

    else  

    {  

        Q->pBase[Q->rear]=val;  

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

        return true;  

    }  

}  

  

bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)  

{  

    if(EmptyQueue(Q))  

    {  

        return false;  

    }  

    else  

    {  

        *val=Q->pBase[Q->front];  

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

        return true;  

    }  

}