数据结构环形队列学习(c语言)

实现效果

效果模型描述

代码设置队列长度为5，数组实际大小为6(队列长度加1)
黄色方格是队列头，灰色是未被使用内存，蓝色是队列元素

Example1: 当队列添加满元素时(此时队列元素为5)

Example2: 删除Example1中队列3个元素(此时队列元素为2)

Example3: 在Example2队列基础上增加3个元素(此时队列长度为5)

Example4: 在Example3队列基础上删除3个元素(此时队列长度为2)

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>//Queue struct
typedef struct
{long unsigned head;long unsigned tail;size_t arr_len;int *queue;
} Queue;//Create an int array as Queue.Initial.Parameter QueueLen is length of Queue
void NewCommonQueue(Queue *q, size_t QueueLen);
//Add a element for Queue.
void addElement(Queue *q, int elem);
//Delete a element of Queue.
int popElement(Queue *q);
//Show Queue.
void showQueue(Queue *q);
//Judge if Queue is empty.
int isEmpty(Queue *q);
//Judge if Queue is full.
int isFull(Queue *q);
//Get the element quality of Queue.
size_t getQueLen(Queue *q);
//Delete all element of Queue.
void clearQueue(Queue *q);int main(void)
{Queue q;//Example1NewCommonQueue(&q, 5);addElement(&q, 1);addElement(&q, 2);addElement(&q, 3);addElement(&q, 4);addElement(&q, 5);puts("**********Example1**********");showQueue(&q);//Example2int A = popElement(&q);int B = popElement(&q);int C = popElement(&q);puts("**********Example2**********");showQueue(&q);printf("A = %d\n", A);printf("B = %d\n", B);printf("C = %d\n", C);//Example3addElement(&q, 6);addElement(&q, 7);addElement(&q, 8);puts("**********Example3**********");showQueue(&q);//Example4popElement(&q);popElement(&q);popElement(&q);puts("**********Example4**********");showQueue(&q);clearQueue(&q);showQueue(&q);free(q.queue);return 0;
}void clearQueue(Queue *q)
{if(q == NULL){fputs("NULL point exception\n", stderr);exit(0);}q->head = 0;q->tail = 0;return;
}size_t getQueLen(Queue *q)
{if(q == NULL){fputs("NULL point exception\n", stderr);exit(0);}size_t arrayLen = q->arr_len;long unsigned tem_tail = q->tail;long unsigned tem_head = q->head;//Work out the element quilty in the Queue.size_t queLen = (tem_tail - tem_head + arrayLen) % arrayLen;return queLen;
}int isEmpty(Queue *q)
{if(q == NULL){fputs("NULL point exception\n", stderr);exit(0);}return q->head == q->tail ? 1 : 0;//Empty return 1, instead 0.
}int isFull(Queue *q)
{if(q == NULL){fputs("NULL point exception\n", stderr);exit(0);}long unsigned nextTail = (q->tail + 1) % q->arr_len;return nextTail == q->head ? 1 : 0;//Full return 1, instead 0.
}int popElement(Queue *q)
{if(q == NULL){fputs("NULL point exception\n", stderr);exit(0);}//Exit program if Queue is empty.if(isEmpty(q)){fputs("Queue Empty Error!\n", stderr);exit(0);}//Delete element, head go backward.q->head = (q->head + 1) % q->arr_len;//Return the deleted value.int ret = q->queue[q->head];return ret;
}void showQueue(Queue *q)
{if(q == NULL){fputs("NULL point exception\n", stderr);exit(0);}size_t queLen = getQueLen(q);size_t arrLen = q->arr_len;long unsigned tem_head = q->head;int *que = q->queue;size_t i;long unsigned index;printf("head = %lu\n", q->head);printf("tail = %lu\n", q->tail);printf("queLength = %lu\n", queLen);printf("{ ");for(i = 0; i < queLen; i++){index = (tem_head + i + 1) % arrLen;printf("%d ", que[index]);}printf("}");puts("");puts("");return;
}void addElement(Queue *q, int elem)
{if(q == NULL){fputs("Null point exception\n", stderr);exit(0);}//Exit program if Queue is full.if(isFull(q)){fputs("Full Queue error!\n", stderr);exit(0);}//Tail go backward.q->tail = (q->tail + 1) % q->arr_len;//Add a new element.q->queue[q->tail] = elem;return;}void NewCommonQueue(Queue *q, size_t QueueLen)
{if(q == NULL){fputs("Null point exception\n", stderr);exit(0);}int *newArray = (int *)malloc(sizeof(int) * (QueueLen + 1));//Program exit if malloc failure.if(newArray == NULL){fputs("malloc error!!!\n", stderr);exit(0);}q->arr_len = QueueLen + 1;q->head = 0;q->tail = 0;q->queue = newArray;return;
}

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