数据结构——环形队列的原理（模拟环形队列）

数据结构——环形队列的原理（模拟环形队列）
知识点简要介绍：
队列：一种特殊的线性表，包含队列头、队列尾，只允许在队列头进行删除操作，在队列为进行删除操作
分类：
   顺序队列、循环队列（环形队列）
顺序队列：
   在内存中是一段连续的存储空间，并有队列头指针和队列尾指针，打个比喻吧：
   顺序队列就像在排队买车票，排在最前面（第一个人）的就是队头，排在最后的就是队尾，第一个买完票，离开（FIFO，先进先出，先排队的先走），第二个人变成了队头，整体队列前进，每走一个人，整个队列都要前进，可见整体性能不会多么的好
环形队列：
   可以将队列空间想象成一个环形空间，这能使队列空间重复使用：无论插入还是删除，front(队头)指针增1或front(队尾)指针加1时超出所分配的空间，就让它指向这片连续空间的起始地址
FIFO（先进先出）
取元素时先从队列头开始，取完后，下一个元素就成了队列头，依次循环
只有一个元素时，既是队列头，也是队列尾

--环形队列的实现原理（模拟队列的实现方式）
入队算法：
   头指针head、尾指针tail
   1.tail++;
   2.若tail = n + 1; 则tail = 1;
   3.若head = tail, 即头尾指针重合，队列已满或队列只有一个元素;
   4.初始化队列、入队、出队、读队、判空、判满
模拟开始：

MyQueue.h

#ifndef MY_QUEUE
#define MY_QUEUE//-----------------
class MyQueue{
public:MyQueue(int queueCapacity);//创建队列的容量virtual ~MyQueue();//销毁队列void clearQueue();//清空队列bool queueEmpty() const;//判空bool queueFull() const;//判满int queueLength() const;//长度bool enQueue(int element);//入队bool dequeue(int &element);//首元素出队void queueTraverse();//遍历队列
private:int *m_pQueue;//队列数组指针int m_iQueueLen;//个数int m_iQueueCapacity;//容量int m_iHead;int m_iTail;};#endif MY_QUEUE

MyQueue.cpp

#include"MyQueue.h"
#include<iostream>
using namespace std;//---------------------------------
MyQueue::MyQueue(int queueCapacity){m_iQueueCapacity = queueCapacity;m_iHead = 0;m_iTail = 0;m_iQueueLen = 0;m_pQueue = new int[m_iQueueCapacity];
}
MyQueue::~MyQueue(){delete []m_pQueue;m_pQueue = NULL;
}
void MyQueue::clearQueue(){m_iHead = 0;m_iTail = 0;m_iQueueLen = 0;
}
bool MyQueue::queueEmpty() const{return m_iQueueLen == 0 ? true : false;
}
bool MyQueue::queueFull() const{return m_iQueueLen == m_iQueueCapacity ? true : false;
}
int MyQueue::queueLength() const{return m_iQueueLen;
}
bool MyQueue::enQueue(int element){if(queueFull()){return false;}else{m_pQueue[m_iTail] = element;//插入元素到队列尾m_iTail++;m_iTail = m_iTail % m_iQueueCapacity;m_iQueueLen++;return true;}
}
bool MyQueue::dequeue(int &element){if(queueEmpty()){return false;}else{element = m_pQueue[m_iHead];m_iHead++;m_iHead = m_iHead % m_iQueueCapacity;m_iQueueLen--;return true;}
}
void MyQueue::queueTraverse(){for(int i = m_iHead; i < m_iQueueLen + m_iHead; i++){//因为i的初始值是不断变化的，条件判断应该加上m_iHeadcout << m_pQueue[i % m_iQueueCapacity] << endl;}cout << endl;
}

Demo.cpp

#include"MyQueue.h"
#include<iostream>
using namespace std;
//#include<iostream>
//using namespace std;
//--------------------
int main(){MyQueue *p = new MyQueue(4);p->enQueue(30);p->enQueue(20);p->enQueue(10);p->enQueue(40);p->queueTraverse();int e = 0;p->dequeue(e);cout << e << endl;p->dequeue(e);cout << e << endl;p->clearQueue();p->queueTraverse();p->enQueue(30);p->enQueue(20);p->queueTraverse();}

//控制台运行结果：
30
20
10
40

30
20

队列可运用于任何类型之中，如，将上述代码改变一下便可将队列运用于类

Customer.h

#ifndef CUSTOMER_H
#define CUSTOMER_H
//----------------
#include<string>
//#include<iostream>
using namespace std;
//----------------
class Customer{
public:Customer(string name = "", int age = 0);void printInfo() const;
private:string m_strName;int m_iAge;
};#endif CUSTOMER_H

Customer.cpp

#include<iostream>
#include"Customer.h"
using namespace std;
//------------------
Customer::Customer(string name, int age){m_strName = name;m_iAge = age;
}
void Customer::printInfo() const{cout << "姓名：" << m_strName << endl;cout << "年龄：" << m_iAge  << endl;cout << endl;
}

MyQueue.h

#ifndef MY_QUEUE
#define MY_QUEUE//-----------------
#include"Customer.h"
//----------------
class MyQueue{
public:MyQueue(int queueCapacity);//创建队列的容量virtual ~MyQueue();//销毁队列void clearQueue();//清空队列bool queueEmpty() const;//判空bool queueFull() const;//判满int queueLength() const;//长度bool enQueue(Customer element);//入队bool dequeue(Customer &element);//首元素出队void queueTraverse();//遍历队列
private:Customer *m_pQueue;//队列数组指针int m_iQueueLen;//个数int m_iQueueCapacity;//容量int m_iHead;int m_iTail;};#endif MY_QUEUE

Myqueue.cpp

#include"MyQueue.h"
#include<iostream>
using namespace std;//---------------------------------
MyQueue::MyQueue(int queueCapacity){m_iQueueCapacity = queueCapacity;m_iHead = 0;m_iTail = 0;m_iQueueLen = 0;m_pQueue = new Customer[m_iQueueCapacity];
}
MyQueue::~MyQueue(){delete []m_pQueue;m_pQueue = NULL;
}
void MyQueue::clearQueue(){m_iHead = 0;m_iTail = 0;m_iQueueLen = 0;
}
bool MyQueue::queueEmpty() const{return m_iQueueLen == 0 ? true : false;
}
bool MyQueue::queueFull() const{return m_iQueueLen == m_iQueueCapacity ? true : false;
}
int MyQueue::queueLength() const{return m_iQueueLen;
}
bool MyQueue::enQueue(Customer element){if(queueFull()){return false;}else{m_pQueue[m_iTail] = element;//插入元素到队列尾m_iTail++;m_iTail = m_iTail % m_iQueueCapacity;m_iQueueLen++;return true;}
}
bool MyQueue::dequeue(Customer &element){if(queueEmpty()){return false;}else{element = m_pQueue[m_iHead];m_iHead++;m_iHead = m_iHead % m_iQueueCapacity;m_iQueueLen--;return true;}
}
void MyQueue::queueTraverse(){for(int i = m_iHead; i < m_iQueueLen + m_iHead; i++){//因为i的初始值是不断变化的，条件判断应该加上m_iHeadm_pQueue[i % m_iQueueCapacity].printInfo();}cout << endl;
}

Demo.cpp

#include"MyQueue.h"
#include<iostream>
using namespace std;
//#include<iostream>
//using namespace std;
//--------------------
#include"Customer.h"
//--------------------
int main(){MyQueue *p = new MyQueue(4);Customer c1("L", 20);Customer c2("C", 21);Customer c3("D", 22);p->enQueue(c1);p->enQueue(c2);p->enQueue(c3);p->queueTraverse();cout << "要删除的队列头：\n" << endl;  Customer c4("",0);p->dequeue(c4);c4.printInfo();cout << "要删除后对列：\n" << endl;p->queueTraverse();}

//控制台运行结果：
姓名：L
年龄：20

姓名：C
年龄：21

姓名：D
年龄：22

要删除的队列头：

姓名：L
年龄：20

要删除后对列：

姓名：C
年龄：21

姓名：D
年龄：22

//-----------------------------------------
可以看出队列中的元素可以是任何类型，包括基本数据类型，类类型，自定义类型等，也可以通过做成模板来适应不同的类型，对否？.......确实如此吧~

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