循环队列

队列终于要上场了，等很久喽，那就闲言少叙，言归正传，何为队列？请看下图：



那何谓循环队列呢？这个，所谓一图胜千言，还是看图吧：



原来循环顺序表（线性表的顺序存储方式）的队列形式啊，懂了，兼具循环顺序表和队列两重特性，在实际中还是挺有用的，然后还是老规矩在代码和注释中看看循环队列的各种操作，接下来就是程序员与程序员之间的对话了：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//定义函数结果状态码
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

//定义循环队列空间大小
#define QUEUESIZE 20

//定义数据类型
typedef int ElemType ;
//定义程序返回状态类型
typedef int Status;

//循环队列存储结构
typedef struct _CircleQueue
{
ElemType data[QUEUESIZE];                  //存储队列元素空间
int front;                                 //队列头指针
int rear;                                 //队列尾指针
int count;                                //队列元素个数
}CircleQueue;

/*************************************************
Function:       InitQueue
Description:    初始化，构造空队列
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         成功返回OK
Others:         空队列 queue->front = queue->rear = 0
*************************************************/
Status InitQueue(CircleQueue *queue)
{
queue.data = (ElemType *)malloc(QUEUESIZE * sizeof(ElemType));
queue->front = queue->rear = 0;
queue->count = 0;
return OK;

}

//判断循环队列为空和满，一般来说有以下三种方法：
//1、使用计数器count,队列为空和满时，front都等于rear，本程序中采用的是这种方法。
//2、少用一个元素的空间，约定队列满时：(rear+1)%QUEUESIZE=front,为空时front=rear
//   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。
//   强调一下，这种方法会保留一个元素空间。
//3、设置一个标志变量flag，当front == rear,且flag = 0 时为队列空，当front == rear,
//   且flag= 1时为队列满。

/*************************************************
Function:       IsQueueEmpty
Description:    队列是否为空
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         为空返回TRUE，否则返回FALSE
Others:
*************************************************/
Status IsQueueEmpty(CircleQueue *queue)
{
if(queue->count == 0)
return TRUE;
else
return FALSE;
}

/*************************************************
Function:       IsQueueFull
Description:    队列是否为满
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         为满返回TRUE，否则返回FALSE
Others:
*************************************************/
Status IsQueueFull(CircleQueue *queue)
{
if(queue->count == QUEUESIZE)
return TRUE;
else
return FALSE;
}

/*************************************************
Function:       EnQueue
Description:    入队
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
数据元素   ElemType e
Output:
Return:         成功返回OK，失败返回ERROR
Others:
*************************************************/
Status EnQueue(CircleQueue *queue, ElemType e)
{
//验证队列是否已满
if(queue->count == QUEUESIZE)
{
printf("The queue is full");
return ERROR;
}
//入队
queue->data[queue->rear] = e;
//队尾指针后移
queue->rear = (queue->rear + 1) % QUEUESIZE;
//更新队列长度
queue->count++;
return OK;

}

/*************************************************
Function:       DeQueue
Description:    出队
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         成功返回数据元素，失败程序退出
Others:
*************************************************/
ElemType DeQueue(CircleQueue *queue)
{
//判断队列是否为空
if(queue->count == 0)
{
printf("The queue is empty!");
exit(EXIT_FAILURE);
}

//保存返回值
ElemType e = queue->data[queue->front];
//更新队头指针
queue->front = (queue->front + 1) % QUEUESIZE;
//更新队列长度
queue->count--;

return e;
}

/*************************************************
Function:       GetHead
Description:    取队头元素
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         成功返回数据元素，否则程序退出
Others:
*************************************************/
ElemType GetHead(CircleQueue *queue)
{
//判断队列是否为空
if(queue->count == 0)
{
printf("The queue is empty!");
exit(EXIT_FAILURE);
}

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

/*************************************************
Function:       TraverseQueue
Description:    遍历整个队列
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         无
*************************************************/
void TraverseQueue(CircleQueue *queue)
{
int i = queue.front;                     //首先获取队列头指针
while(i != queue.rear)                   //以是否到尾指针来进行判断
{
printf("%d ",queue.data[i]);
i = (i+1) % QUEUESIZE;              //这一步很重要，自己体会，嘿嘿！
}
printf("\n");
}

/*************************************************
Function:       ClearQueue
Description:    清空队列
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         成功返回OK
Others:
*************************************************/
Status ClearQueue(CircleQueue *queue )
{
queue->front = queue->rear = 0;
queue->count = 0;
return OK;
}

/*************************************************
Function:       GetLength
Description:    取得队列的长度
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         返回队列的长度
Others:
*************************************************/
int GetLength(CircleQueue *queue)
{
return queue->count;
}
/*************************************************
Function:       DestroyQueue
Description:    销毁队列
Input:          队列指针 CircleQueue *queue
Output:
Return:         成功返回OK
Others:
*************************************************/
Status DestroyQueue(CircleQueue *queue )
{
ClearQueue( queue );                //首先清空队列
if(queue.data)
{
free(queue.data);              //然后销毁存储队列元素的数组空间
queue.data = NULL;             //因为数组在内存里本质上就是指针，所以这一步是防止野指针的出现
}
free(queue);                      //最后销毁循环队列结构体
return OK;
}

和栈一样，队列的时间复杂度也是O(1)；空间的话就是一个固定的数组长度了，一谈到固定，弊端就出来了，很多时候无法固定的，所以固定了很容易溢出，怎么办，这时候可以考虑链队列，链队列就下期见喽！