数据结构：循环队列（C语言实现）

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：

[cpp] view
plaincopy





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：

[cpp] view
plaincopy





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；

[cpp] view
plaincopy





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；

[cpp] view
plaincopy





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：

[cpp] view
plaincopy





#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：

[cpp] view
plaincopy





#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;

}

}