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静态循环队列的相关操作及详解 (一)
2014-11-23 22:04:07 来源: 作者: 【 】 浏览:5
Tags:静态 循环 队列 相关 操作 详解

循环队列

队列通常分为两类:一是动态链式队列(其核心思想为链表,只是少了链表的一些功能),二是静态(顺序)队列(其核心是用数组实现,准确一点讲是由向量空间来实现,向量空间好比是开辟的一块内存,由我们的指针来指向其地址)。顺序队列实际上是运算受限的顺序表,由于队列的队头和队尾的位置是变化的,通常设置两个指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素在向量空间中的位置,它们的初值在队列初始化时均应置为0。由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于向量空间的规模时,也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。这种“假上溢”现象常常造成内存资源的浪费,这时就产生了循环队列(首尾相接)。循环队列克服“假上溢”现象的方法是:将向量空间想象成一个首尾相连的圆环,将循环队列存放在其中。循环队列中,由于入队时尾指针向前追赶头指针;出队时头指针向前追赶尾指针,造成队空和队满时头尾指针均相等。因此,无法通过条件front==rear来判别队列是"空"还是"满"。针对这样情况,有两种解决方法:一是少用一个元素的空间。约定入队前,测试尾指针在循环意义下加1后是否等于头指针,若相等则认为队满(注意:rear所指的单元始终为空),;二是使用一个计数器记录队列中元素的总数(即队列长度)。我们通常使用第一种方法,也就是少用一个元素的空间。


循环队列相关操作思路

\

1.初始化: 造数组,设其数组长度为n=5(规定当数组中有n-1个元素时已满),初始化队头队尾值都为0;

2.入队

先判断队列是否已满:(队尾+1)%数组长度==队头 是否成立?即队尾和队头紧挨着;

为队尾的下一个元素赋值;

让队尾加1;

3.出队

先判断队列是否为空:若队首和队尾相等,则该队列一定为空(但队首和队尾值不一定为0,这个由初始化、入队、出队等相关操作后的数组下标位置决定)

保存一份要出队的值;

让队头加1;

实例说明

 #include 
#include  
#include  
typedef struct Queue 
{ 
    int *pBase;//pBase指向数组名(通常静态队列都使用循环队列)  
    int front;//数组下标,这里规定从零开始  
    int rear; 
}QUEUE;//QUEUE代表了struct Queue  
void init(QUEUE *);//初始化  
bool en_queue(QUEUE *,int);//入队  
bool full_queue(QUEUE *);//判断循环队列是否已满  
bool del_queue(QUEUE *,int *);//出队  
bool empty_queue(QUEUE *);//判断循环队列是否为空  
bool traverse_queue(QUEUE *);//遍历输出  
int length(QUEUE *);//求循环队列的长度  
 
int main() 
{ 
    QUEUE Q; 
    int val; 
    init(&Q); 
    en_queue(&Q,1); 
    en_queue(&Q,2); 
    en_queue(&Q,3); 
    en_queue(&Q,4); 
    traverse_queue(&Q);       
    if(del_queue(&Q,&val)) 
        printf("出队成功,出队元素的值为:%d\n",val); 
    else 
        printf("出队失败!"); 
    traverse_queue(&Q);  
    printf("队列的长度为:%d\n",length(&Q)); 
     
    return 0; 
} 
void init(QUEUE *pQ) 
{ 
    pQ->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*5);//造数组,设其数组长度为n=5(规定当数组中有n-1个元素时已满),初始化时使Queue的成员front、rear的值都为0  
    if(NULL==pQ->pBase) 
    { 
        printf("动态内存分配失败!\n"); 
        exit(-1); 
    } 
    pQ->front=0; 
    pQ->rear=0; 
} 
bool full_queue(QUEUE *pQ) 
{ 
    if((pQ->rear+1)%5==pQ->front) 
        return true; 
    else 
        return false; 
} 
bool en_queue(QUEUE *pQ,int val) 
{ 
    if(full_queue(pQ)) 
    { 
        printf("队列已满,入队失败!\n"); 
        return false; 
    } 
    pQ->pBase[pQ->rear]=val; 
    pQ->rear=(pQ->rear+1)%5;//队尾加1  
    return true; 
} 
bool del_queue(QUEUE *pQ,int *pVal) 
{ 
    if(empty_queue(pQ)) 
        return false; 
    *pVal=pQ->pBase[pQ->front]; 
    pQ->front=(pQ->front+1)%5; 
    return true; 
} 
bool empty_queue(QUEUE *pQ) 
{ 
    if(pQ->rear==pQ->front)//因为队列不为空时,rear和front肯定不相等  
        return true; 
    else 
        return false; 
} 
bool traverse_queue(QUEUE *pQ) 
{ 
    int i=pQ->front; 
    if(empty_queue(pQ)) 
    { 
        printf("队列为空,遍历失败!\n"); 
        return false; 
    } 
    printf("队列元素有:"); 
    while(i!=pQ->rear) 
    { 
        printf("%d  ",pQ->pBase[i]); 
        i=(i+1)%5;               
    } 
    printf("\n"); 
    return true; 
} 
int length(QUEUE *pQ) 
{ 
    int len=0; 
    int i=pQ->front;; 
    if(empty_queue(pQ)) 
        return 0;//队列为空,长度为0  
    while(i!=pQ->rear) 
    { 
        i=(i+1)%5; 
        ++len; 
    } 
    return len; 
} 

#include
#include
#include
typedef struct Queue
{
 int *pBase;//pBase指向数组名(通常静态队列都使用循环队列)
 int front;//数组下标,这里规定从零开始
 int rear;
}QUEUE;//QUEUE代表了struct Queue
void init(QUEUE *);//初始化
bool en_queue(QUEUE *,int);//入队
bool full_qu
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