顺序循环队列的基本操作

【问题描述】

实现循环队列的基本操作。（循环队列最大长度不超过20）

【输入形式】

输入若干个整数（以空格分隔，非整数结束输入），其中0表示做出队操作，不为0的整数为入队元素。

【输出形式】

若出队错误输出“error”；

若最后队列为空，则输出“empty”；

若最后队列非空，依次输出队列的全部元素。

【样例输入1】

1 0 2 0 0 3 0 0 0 a

【样例输出1】

error

【样例输入2】

1 0 2 0 3 0 a

【样例输出2】

empty

【样例输入3】

1 2 3 0 0 4 0 5 a

【样例输出3】

4 5

队列和栈一样也是一种操作受限的线性表。只能在表的两端分别进行插入和删除操作（只能在表尾插入，在表头删除）。并且队列的特点是“先进先出”。

队列的类型定义：假设线性表 Q=（a1,a2,····，ai,···，an）是一个队列，则a1为队头元素，an为队尾元素。如图所示：

顺序队列的表示和实现：

因为只在队头和队尾操作，所以需要设置两个指针 front 和 rear 分别指向队头和队尾位置，并可约定队尾指针 rear 指向当前队尾元素后的下一个位置，队头指针 front 指向当前队头元素。

顺序队列的表示形式如下：

插入和删除操作如图所示：

因为我们的重点是循环队列，所以顺序队列就不详细介绍了。

将一维数组的最后一个单元和第一个单一连接起来构成循环数组，此时称为“循环队列”，也有效的解决了“假溢出”的问题。

当尾指针已经指向数组的最后时，在进行入队操作过程中，可将队尾指针 rear 移至数组的起始位置，表示下一次入队操作的队尾。尾指针的移动方式是 rear=（rear+1)%MAXSIZE,队头指针移动也一样 front=(front+1)%MAXSIZE,如图所示：

循环队列初始化为空队时，front=rear=0;

队空：front==rear;

队满：（rear+1）%MAXSIZE==front,实际循环队列队满时所容纳的元素个数为MAXSIZE-1；通过空留一个存储单元的方式区分队满和队空的情况。

循环队列的顺序存储表示如下：

#define MAXSIZE 100    /*不用可变长因为队列一般不会太长*/
typedef struct
{QElemType *base;   //指向循环队列的存储空间int front;   //队头指针int rear;    //队尾指针
}SqQueue;

队列的初始化：

int InitQueue(SqQueue *Q)
{Q->base=(QElemType *)malloc(MAXSIZE*sizeof(QElemType));if(!Q->base) return ERROR;     //申请存储空间失败Q->front=Q->rear=0;     //设置队头队尾指针return OK;
}

入队操作：

需要判断循环队列是否已满。当队列不满，新元素入队，修改队尾指针指向下一个存储单元。

int EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e)
{if((Q->rear+1)%MAXSIZE==Q->front)  //判断对是否已满return ERROR;Q->base[Q->rear]=e;     //元素e入队Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;  //修改队尾指针return OK;
}

出队操作：

出队操作需要判断循环队列是否为空。不为空时，队头元素出队，修改队头指针指向下一个元素。

int DeQueue(SqQueue *Q,QElemType *e)
{if(Q->front==Q->rear) return ERROR;   //判断队空*e=Q->base[Q->front];     //*e返回队头元素值Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;   //修改队头指针return OK;
}

下面查看代码的实现：

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define ERROR 0
#define OK 1
#define MAXQSIZE 20     /*不用可变长因为队列一般不会太长*/
typedef  int QElemType; /*队列元素类型*/
typedef struct
{QElemType *base;   //指向循环队列的存储空间int front;   //队头指针int rear;    //队尾指针
}SqQueue;/*初始化队列*/
int InitQueue(SqQueue *Q)
{Q->base=(QElemType *)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType));if(!Q->base) return ERROR;     //申请存储空间失败Q->front=Q->rear=0;     //设置队头队尾指针return OK;
}/*求队长*/
int QueueLength(SqQueue *Q)
{return(Q->rear-Q->front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;}/*QueueLentgh*//*入队*/
int EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e)
{if((Q->rear+1)%MAXQSIZE==Q->front)  //判断对是否已满return ERROR;Q->base[Q->rear]=e;     //元素e入队Q->rear=(Q->rear+1)%MAXQSIZE;  //修改队尾指针return OK;
}/*出队*/
int DeQueue(SqQueue *Q,QElemType *e)
{if(Q->front==Q->rear) return ERROR;   //判断队空*e=Q->base[Q->front];     //*e返回队头元素值Q->front=(Q->front+1)%MAXQSIZE;   //修改队头指针return OK;
}/*判队空*/
int QueueEmpty(SqQueue *Q)
{if(Q->front==Q->rear)return OK;else return ERROR;
}/*QueueEmpty*//*取队头*/
int GetHead(SqQueue *Q,QElemType *e)
{if(Q->front==Q->rear)return ERROR;*e=Q->base[Q->front];return OK;
}/*GetHead*//*销毁队列*/
int DestroyQueue(SqQueue *Q)
{if(Q->base){Q->rear=Q->front=0;free(Q->base);}return OK;
}/*DestroyQueue*/int main()
{SqQueue q;int e;InitQueue(&q);
/*使用队列基本操作完成程序功能*/InitQueue(&q);QueueLength(&q);while(scanf("%d",&e)==1){if(e==0){if(!DeQueue(&q,&e)){printf("error\n");return 0;}}else EnQueue(&q,e);}if(QueueEmpty(&q))printf("empty\n");else{while(!QueueEmpty(&q)){DeQueue(&q,&e);printf("%d ",e);}printf("\n");}return 0;
}

运行结果如下：

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