python实现环形队列

0队列，是一种基础数据结构，遵循的原则是先进先出，就和排队一样，排在队伍前面的人先出来。

class arrayQueen:# 数组最大容量maxSize = 0# 队列的头部front = 0# 队列的尾部rear = 0def __init__(self, size):self.maxSize = size# 这是python中定义一维数组长度的方式，这里定义数组长度self.arr = [0 for x in range(0, size)]z

这里的第一个参数，maxsize，是数组的最大长度，front，指向队列的头部，rear，指向队列的尾部。这个是非常重要的参数，因为在数组元素数量发生变化时，front或者rear的数值也会发生改变。

# 判断队列是否为空
def is_empty(self):return self.front == self.rear

当front和rear相等时，队列为空，初始时二者都为0，但二者相等且不为0的情况也是有可能的。

# 判断队列是否满了
def is_full(self):return (self.rear + 1) % self.maxSize == self.front

可以看到，这里返回的是一个判断， (self.rear + 1) % self.maxSize == self.front。这里为什么要用这个取模呢？这个1又是什么情况？

实际上，这个队列中有一个位置是不存放元素的，而是存放的rear，打个比方，如果front的数值为1，什么情况下队列满了呢？答案是当rear=0的时候，队列是满的。

def add_queue(self, data):# 队列满了不能加入数据if self.is_full():print('队列满了。。。。')return# 直接将数据加入，然后将rear后移一位self.arr[self.rear] = data# 队尾向后移动一位,当移动到最后一位时，rear回到初始位置,整个过程中，数组内的数据不会移动，而是队头和队尾的数值发生改变# 也就是说，在这种情况下，rear的值是有可能小
于front的self.rear = (self.rear + 1) % self.maxSize

添加数据时，队尾的数值移动，自然，在提取数据时，队头的数值移动。

# 获取队列的数据，出队列
def get_queue(self):# 判断队列是否为空if self.is_empty():print('队列为空.....')return 0# 1.先把front对应的值保存给一个临时变量# 2.将front取模# 3.将保存的临时变量返回val_m = self.arr[self.front]self.front = (self.front + 1) % self.maxSizereturn val_m

展示队列中的有效数据

# 显示队列内有效数据的个数
def size(self):return (self.rear + self.maxSize - self.front) % self.maxSize

可以看到，当rear和front 相等的时候，就是maxSize%maxSize，有效数据为0.而当rear和front

# 显示队列的所有数据
def show_queue(self):if self.is_empty():print('队列为空.....')returnfor i in range(self.front, self.front + self.size()):print(self.arr[i % self.maxSize])

这里的range从front开始，到front+size结束，因为front的值会发生改变，那么数组中有效数据的个数就是需要遍历的次数。i%self.maxSize则是考虑到数组的下标是否越界。

# 显示队列的头数据
def head_queue(self):if self.is_empty():print('队列为空.....')return 0return self.arr[self.front]

获取队列头

测试一下

arr = arrayQueen(5)
print('环形队列启动')
loop = True
while loop:print('s(show):显示队列')print('e(show):退出程序')print('a(add):添加数据')print('g(get):取出数据')print('h(head):显示队头')val = input()if val == 's':arr.show_queue()elif val == 'e':loop = Falseelif val == 'a':nums = input('输入一个数字：')arr.add_queue(nums)elif val == 'g':print(arr.get_queue())elif val == 'h':print(arr.head_queue())else:print('不符合规范，请重试')
print('程序退出')

自行测试

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