数据结构:循环队列(C语言实现)
生活中有非常多队列的影子,比方打饭排队,买火车票排队问题等,能够说与时间相关的问题,一般都会涉及到队列问题;从生活中,能够抽象出队列的概念,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,首先我们必须明确以下几个问题
一、循环队列的基础知识
1.循环队列须要几个參数来确定
循环队列须要2个參数,front和rear
2.循环队列各个參数的含义
(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 ,当中maxsize代表数组的长度;
程序代码:
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 ,当中maxsize代表数组的长度;
程序代码:
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.怎样推断循环队列是否为空
if(front==rear)
队列空;
else
队列不空;
bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
{
if(Q->front==Q->rear) //推断是否为空
return true;
else
return false;
}
6.怎样推断循环队列是否为满
这个问题比較复杂,如果数组的存数空间为7,此时已经存放1,a,5,7,22,90六个元素了,如果在往数组中加入一个元素,则rear=front;此时,队列满与队列空的推断条件front=rear同样,这种话我们就不能推断队列究竟是空还是满了;
解决问题有两个办法:一是添加一个參数,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;
bool FullQueue(PQUEUE Q)
{
if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize) //推断循环链表是否满,留一个预留空间不用
return true;
else
return false;
}
附录:
queue.h文件代码:
#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:
#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; //初始化參数
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) //推断循环链表是否满,留一个预留空间不用
return true;
else
return false;
}
bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
{
if(Q->front==Q->rear) //推断是否为空
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;
}
}
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