数据结构：循环队列（C语言实现）

转载：http://blog.csdn.net/lpp0900320123/article/details/20694409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rear2.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 plain copybool 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 plain copybool 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 plain copybool 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 plain copybool 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 plain copy#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 plain copy#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;  
    }  
}  

自己添加示例：

[cpp] view plain copy# include <stdio.h>
# include <malloc.h>

typedef struct Queue
{
int * pBase;
int front;
int rear;
}QUEUE;  

void init(QUEUE *);
bool en_queue(QUEUE *, int val);  //入队
void traverse_queue(QUEUE *);
bool full_queue(QUEUE *);
bool out_queue(QUEUE *, int *);
bool emput_queue(QUEUE *);

int main(void)
{
QUEUE Q;
int val;

init(&Q);
en_queue(&Q, 1);
en_queue(&Q, 2);
en_queue(&Q, 3);
en_queue(&Q, 4);
en_queue(&Q, 5);
en_queue(&Q, 6);
en_queue(&Q, 7);
en_queue(&Q, 8);

traverse_queue(&Q);

if ( out_queue(&Q, &val) )
{
printf("出队成功，队列出队的元素是: %d\n", val);
}
else
{
printf("出队失败!\n");
}
traverse_queue(&Q);

return 0;
}

void init(QUEUE *pQ)
{
pQ->pBase = (int *)malloc(sizeof(int) * 6);
pQ->front = 0;
pQ->rear = 0;
}

bool full_queue(QUEUE * pQ)
{
if ( (pQ->rear + 1) % 6 == pQ->front  )
return true;
else
return false;
}

bool en_queue(QUEUE * pQ, int val)
{
if ( full_queue(pQ) )
{
return false;
}
else
{
pQ->pBase[pQ->rear] = val;
pQ->rear = (pQ->rear+1) % 6;

return true;
}
}

void traverse_queue(QUEUE * pQ)
{
int i = pQ->front;

while (i != pQ->rear)
{
printf("%d  ", pQ->pBase[i]);
i = (i+1) % 6;
}
printf("\n");

return;
}

bool emput_queue(QUEUE * pQ)
{
if ( pQ->front == pQ->rear )
return true;
else
return false;
}

bool out_queue(QUEUE * pQ, int * pVal)
{
if ( emput_queue(pQ) )
{
return false;
}
else
{
*pVal = pQ->pBase[pQ->front];
pQ->front = (pQ->front+1) % 6;

return true;
}
}