C语言数据结构——环形队列

队列都有两个指针，分别指向队头和队尾，用于出队入队

这里使用顺序表来实现队列，设置头元素下标为front，指向队头，尾元素下标为rear，指向队尾的下一个节点。之所以不选择链表，是因为链表不便于查找队尾元素。要用链表实现也可以，但要么需要记录rear的前一个节点，要么就让rear指向队尾，在入队时插入rear->next

想要实现环形队列的难点在于如何实现循环和如何判空和判满

1.实现循环

顺序表采用对rear和front取模的方式，每次出队入队都分别front++和rear++，当front和rear超过队列最大容量capacity时，让他们%capacity，这样就实现了循环

2.判空判满

如果一个可放入n个数据的环形队列的capacity为n的话，一开始front == rear == 0，假设不入队一直出队，当队满时rear又循环到了0下标，此时front == rear == 0仍成立。

这里有两种方法实现判空判满，第一种是设置size位，当size==0为空，size==capacity为满，但是每次更改front和rear时都需要更改size，虽然逻辑简单但是操作繁琐；第二种是多开辟一个位置，当front == rear为空，当（rear+1）%（capacity+1）== front则为满

为什么是（rear+1）%（capacity+1）== front？

首先，rear需要通过+1来判断是否等于front

其次，假设capacity为4，那实际数组空间为5，下标为0,1,2,3,4，当rear==4，此时下标0,1,2,3中都有数据，rear的理论最大值为rear+1 == 5，要使rear+1 == 5 == 0就需要使5%5，如此%的右边就为rear的理论最大值，front同理

typedef struct {int* arr;//arr下标int front;int rear;//可存放元素个数int capacity;} MyCircularQueue;MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {//动态开辟结构体MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));//设置容量obj->capacity = k;//动态开辟结构体中的数组，多开一个空间用于判满obj->arr = (int*)malloc(sizeof(int)*(obj->capacity+1));obj->front = obj->rear = 0;return obj;
}bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {return obj->front == obj->rear;}bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {return (obj->rear+1)%(obj->capacity+1) == obj->front;
}bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {//当队列不满才插入if(!myCircularQueueIsFull(obj)){obj->arr[obj->rear] = value;obj->rear = (obj->rear+1)%(obj->capacity+1);return true;}else{return false;}
}bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {//当队列不为空才删除if(!myCircularQueueIsEmpty(obj)){obj->front = (obj->front+1)%(obj->capacity+1);return true;}else{return false;}
}int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {//当队列不为空获取，队为空返回-1if(!myCircularQueueIsEmpty(obj)){return obj->arr[obj->front];}else{return -1;}
}int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {//当队列不为空获取，队为空返回-1if(!myCircularQueueIsEmpty(obj)){return obj->arr[(obj->rear+obj->capacity)%(obj->capacity+1)];}else{return -1;}
}void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {free(obj->arr);free(obj);
}

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