循环队列 (顺序存储)

数组和链表是最基本的数据结构，栈、队列、树、图等复杂数据结构都是基于数组或链表方式存储

队列(Queue)特征：

循环队列的顺序存储是基于数组来实现的
队列是一种操作受限的线性表。队列只能在表的一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。其中，允许插入的一端叫队尾，允许删除的一端叫队头。【遵守: 先进先出(First In First Out，FIFO) 规则，例如元素A、B、C、D依次入队，则出队顺序也必须是A、B、C、D】

注意咯：很多初学者都容易将队头和队尾搞混，以为元素是在队头插入在队尾删除。

循环队列特征：

循环队列是对队列的一种改进，主要是为了解决队尾溢出而实际上数组仍有空余空间这种“假溢出”（如图一）问题
循环队列的rear和front到达队尾端点，能折回数组开始处。相当于将数组首尾相连，想象成环状（如图二）。

头指针Front 和尾指针Rear：

循环队列中，一般头指针front指向队头元素，尾指针rear指向队尾元素的下一个元素；或者头指针front指向队头元素的下一个元素，尾指针rear指向队尾元素。这样的目的是满足front == rear判空条件

循环队列 - 结构体

#define MAX_SIZE 255 //循环队列的最大容量typedef struct C_Queue {int data[MAX_SIZE];  //指定循环队列大小int front;       //循环队列头指针int rear;   //循环队列尾指针
} *Queue;注意：结构体后面的*Queue是指向C_Queue的结构体指针，
如果不加*，使用结构体指针需要Queue *q这样，
加了*，使用结构体指针，只需Queue q即可；

循环队列 - 创建

【通过malloc()函数动态创建一个循环队列】

Queue queue_create() {Queue q = (Queue)malloc(sizeof(C_Queue)); //给循环队列分配内存空间q->front = q->rear = 0;  //初始状态下，头指针和尾指针 均指向0(下标)return q;
}

循环队列 - 判空

boolean queue_empty(Queue q) {if (q->front == q->rear) {  //当front和rear相等时，队列为空return TRUE;} else {return FALSE;}
}

循环队列 - 判满

rear 和 front的值相等时（图一和图二），队列可能出现队空或队满两种情况，从而无法判别队满还是队空。
针对这一问题，解决方法有两种：

1. 定义一个变量size来记录当前队列的元素个数【队尾插入一个元素，size+1；队头删除一个元素，size-1】

2. 牺牲一个存储单元（如图三），在队尾指针rear+1就能赶上队头指针front时，我们就认为队满了。【即：循环队列最大实际长度 = MAX_SIZE - 1】，这种方法的队满条件是：(q->rear+1)%MAX_SIZE == q->front 【记得%MAX_SIZE取模，否则可能会超出数组最大下标】，下面用的就是这种方法。

boolean queue_full(Queue q) {if ((q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front) {return TRUE;} else {return FALSE;}
}

循环队列 - 求长度

【由图可知：MAX_SIZE = 8，q->rear = 1，q->front = 3，队列长度length = 6】
验证一下：(q->rear - q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE; 是不是可以求队列长度。（length = (1 - 3 + 8) % 8 = 6，没毛病）

int queue_length(Queue q) {return (q->rear - q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE;
}

循环队列 - 入队

队尾插入元素，入队前要先判断循环队列是否已满
先将待入队的元素，插入尾指针原本指向的位置
尾指针rear + 1，并%MAX_SIZE取模。【模MAX_SIZE后，当尾指针指向数组下标最大值时，可以让尾指针折回数组开始处】

boolean queue_rear_insert(Queue q, int x) {if (queue_full(q)) { //判断队满printf("队列已满！\n");return FALSE;} else {q->data[q->rear] = x; //先将元素插入尾指针原本指向的位置q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE; //尾指针+1return TRUE;}
}

循环队列 - 出队

队头删除元素，出对前要先判断循环队列是否为空
用x记录，要出队元素的值，作为函数的返回值
头指针front + 1，并%MAX_SIZE取模。【模MAX_SIZE后，当头指针指向数组下标最大值时，可以让头指针折回数组开始处】

int queue_front_delete(Queue q) {int x;if (queue_empty(q)) {printf("队列无元素可删除！\n");return 0;} else {x = q->data[q->front];  //用x记录头指针指向的元素值q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE;  //头指针front + 1，并%MAX_SIZE取模return x;}
}

循环队列 - 获取队头元素

int queue_get_front(Queue q) {if (!queue_empty(q)) {return q->data[q->front];}return 0;
}

循环队列 - 迭代

将循环队列中所有元素出队，并输出

void queue_items_printf(Queue q) {while (!(q->front == q->rear)) {printf("%d ", q->data[q->front]);  //输出头指针front指向元素的值q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE;  //头指针front + 1}
}

整个程序代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>typedef enum {FALSE, TRUE} boolean;#define MAX_SIZE 8 //循环队列的最大长度//结构体
typedef struct C_Queue {int data[MAX_SIZE];  //指定循环队列大小int front;       //循环队列头指针int rear;  //循环队列尾指针
} *Queue;//创建队列
Queue queue_create() {Queue q = (Queue)malloc(sizeof(C_Queue)); //给循环队列分配内存空间q->front = q->rear = 0;  //初始状态下，头指针和尾指针 均指向0(下标)if (q == NULL) { //内存分配失败return NULL;}return q;
}//队列判空
boolean queue_empty(Queue q) {if (q->front == q->rear) {  //当front和rear相等时，队列为空return TRUE;} else {return FALSE;}
}//队列判满
boolean queue_full(Queue q) {if ((q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front) {return TRUE;} else {return FALSE;}
}//队列长度
int queue_length(Queue q) {return (q->rear - q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE;
}//队尾插入元素
boolean queue_rear_insert(Queue q, int x) {if (queue_full(q)) {printf("队列已满！\n");return FALSE;} else {q->data[q->rear] = x;q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE;return TRUE;}
}//队头删除元素
int queue_front_delete(Queue q) {int x;if (queue_empty(q)) {printf("队列无元素可删除！\n");return 0;} else {x = q->data[q->front];q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE;return x;}
}//获取队头元素
int queue_get_front(Queue q) {if (!queue_empty(q)) {return q->data[q->front];}return 0;
}//将队列所有元素出队
void queue_items_printf(Queue q) {while (!(q->front == q->rear)) {printf("%d ", q->data[q->front]);q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE;}
}int main() {/* 创建一个循环队列 */Queue q = queue_create();int A[8], i;if (NULL == q) {printf("队列创建失败！\n");return -1;}printf("当前队列长度为：%d\n", queue_length(q));printf("输入要入队的元素: ");for (i = 0; i < 8; i++) {scanf("%d", &A[i]);}//将数组中的元素按顺序插入循环队列for (i = 0; i < 8 ; i++) {queue_rear_insert(q, A[i]);}printf("当前队头元素为：%d\n", queue_get_front(q));printf("\n当前队列长度为：%d\n", queue_length(q));printf("\n队列元素出队顺序：");//将循环队列所有元素出队，并输出queue_items_printf(q);printf("\n当前队列长度为：%d\n", queue_length(q));return 0;
}

循环队列总结：

1. 循环队列的两个状态

队空状态：q->front = q->rear
队满状态：(q->rear + 1) % MAX_SIZE = q->front

2. 循环队列的三个操作

求队列长度：length = (q->rear - q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE
元素 x 入队：q->data[q->rear] = x ; q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE ;
元素 x 出队：x = q->data[q->front] ; q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE ;

来几道题目巩固下

1. 循环队列存储在数组A[0…n]中，则入队时的操作为：__ rear = (rear+1) mod (n+1) __

解析：因为数组下标是从0开始的，所以数组的最大容量为n+1，即循环队列的MAX_SIZE = n+1，入队操作为：(q->rear + 1) % MAX_SIZE = (rear + 1) mod (n + 1) 【mod是%的意思，N mod M = N % M】

2. 已知循环队列的存储空间为数组A[21]，front指向队头元素的前一个位置，rear指向队尾元素，假设当前front和rear的值分别为8和3，则该队列的长度为：__ 16 __

解析：length = (q->rear - q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE = (3 - 8 + 21) % 21 = 16

循环队列JAVA语言实现

循环队列 (顺序存储)相关推荐

循环队列 - 顺序存储结构
队列(Queue)是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表.是一种先进先出的线性表(FIFO).允许插入的一端称为队尾,允许删除的一端称为队头.我们在<栈的顺序存储结构> ...
8 线性表-循环队列-顺序存储
这几天犹豫了一下要不要上机实现数据结构的代码一轮复习已经结束了第二次看还是觉得光看书实在太无感了于是决定来上机顺便加深印象即使考不上记录一些基础的知识以后找工作也有用-- 好就这样决定 ...
数据结构(8)----栈与队列之循环队列
循环队列的使用循环队列顺序存储结构 #define MAXSIZE 100 typedef int QElemType; typedef struct SqQueue{QElemType data[ ...
C++编程练习(5)----“实现简单的循环队列的顺序存储结构“
队列(queue)是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表. 队列是一种先进先出(First In First Out)的线性表,简称FIFO.允许插入的一端称为队尾,允许删除的一端 ...
顺序循环队列类c#语言,C#--循环队列的顺序存储
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace Cons ...
循环队列（队列头尾相接的顺序存储结构）
循环队列(头尾相接的循环) 1.引出循环队列解决上一篇博客当中:队列顺序存储结构出现的问题现在通过将 rear 指针重新指向下标为 0 的位置,来解决上述问题 rear+1之后跑到了数组末尾后一位 ...
队列的定义、循环队列的顺序存储结构及链式存储结构
文章目录 1 队列的定义 1.1 文字定义 1.2 代码定义 2 循环队列 2.1 循环队列的定义 2.2 循环队列的顺序存储结构 3 队列的链式存储结构 3.1 链队列的入队操作 3.2 链队列的出 ...
循环队列的顺序存储和实现（C语言）【循环队列】
循环队列-队列的顺序表示和实现循环队列的三种状态循环队列-队列的顺序实现 (代码演示) CycleQueue.h CycleQueue.cpp main.cpp 测试结果循环队列-队列的顺序表示 ...
python循环队列_关于循环队列的一些讲解
前面讲到了队列的"假溢出",解决假溢出的办法就是后面满了,就再从头开始,也就是头尾相接的循环.我们把队列的这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列. 比如昨天的例子,rear可以改为 ...

循环队列 (顺序存储)

队列(Queue)特征：

循环队列特征：

头指针Front 和尾指针Rear：

循环队列 - 结构体

循环队列 - 创建

循环队列 - 判空

循环队列 - 判满

循环队列 - 求长度

循环队列 - 入队

循环队列 - 出队

循环队列 - 获取队头元素

循环队列 - 迭代

整个程序代码

循环队列总结：

来几道题目巩固下

循环队列 (顺序存储)相关推荐

最新文章

热门文章

循环队列 (顺序存储)

队列(Queue)特征：

循环队列特征：

头指针Front 和 尾指针Rear：

循环队列 - 结构体

循环队列 - 创建

循环队列 - 判空

循环队列 - 判满

循环队列 - 求长度

循环队列 - 入队

循环队列 - 出队

循环队列 - 获取队头元素

循环队列 - 迭代

整个程序代码

循环队列总结：

来几道题目巩固下

循环队列 (顺序存储)相关推荐

最新文章

热门文章

头指针Front 和尾指针Rear：