一、环形队列是什么
队列是一种常用的数据结构，这种结构保证了数据是按照“先进先出”的原则进行操作的，即最先进去的元素也是最先出来的元素.环形队列是一种特殊的队列结构，保证了元素也是先进先出的，但与一般队列的区别是，他们是环形的，即队列头部的上个元素是队列尾部，通常是容纳元素数固定的一个闭环。
二、环形队列的优点
1.保证元素是先进先出的
是由队列的性质保证的，在环形队列中通过对队列的顺序访问保证。
2.元素空间可以重复利用
因为一般的环形队列都是一个元素数固定的一个闭环，可以在环形队列初始化的时候分配好确定的内存空间，当进队或出队时只需要返回指定元素内存空间的地址即可，这些内存空间可以重复利用，避免频繁内存分配和释放的开销。
3.为多线程数据通信提供了一种高效的机制。
在最典型的生产者消费者模型中，如果引入环形队列，那么生成者只需要生成“东西”然后放到环形队列中即可，而消费者只需要从环形队列里取“东西”并且消费即可，没有任何锁或者等待，巧妙的高效实现了多线程数据通信。
三、C#环形队列的实现
看了一个数据结构的教程，是用C++写的，可自己C#还是一个菜鸟，更别说C++了，但还是大胆尝试用C#将其中的环形队列的实现写出来，先上代码：
public class MyQueue<T> : IDisposable
{
private T[] queue;
private int length;
private int capacity;
private int head = 0;
private int tail = 0;
public MyQueue(int capacity) {
this.capacity = capacity;
this.head = 0;
this.tail = 0;
this.length = 0;
this.queue = new T[capacity];
}
public void Clear() {
head = 0;
tail = 0;
length = 0;
}
public bool IsEmpty() {
return length == 0;
}
public bool IsFull() {
return length == capacity;
}
public int Length() {
return length;
}
public bool EnQueue(T node) {
if (!IsFull()) {
queue[tail] = node;
tail = (++tail) % capacity;
length++;
return true;
}
return false;
}
public T DeQueue() {
T node = default(T);
if (!IsEmpty()) {
node = queue[head];
head = (++head) % capacity;
length--;
}
return node;
}
public void Traverse() {
for (int i = head; i < length + head; i++) {
Console.WriteLine(queue[i % capacity]);
Console.WriteLine($"前面还有{i - head}个");
}
}
public void Dispose() {
queue = null;
}
}
为了能够通用，所以用的是泛型来实现环形队列类。这里最重要的是进队(EnQueue)和出队(DeQueue)两个方法，进队或出队后头和尾的位置都要通过取模运算来获得，因为是环形队列嘛，你懂的。
1、简单类型队列
好了，测试下入队：
class Program
{
static void Main(string[] args) {
MyQueue<int> queue = new MyQueue<int>(4);
queue.EnQueue(10);
queue.EnQueue(16);
queue.EnQueue(18);
queue.EnQueue(12);
queue.Traverse();
Console.Read();
}
}
显示结果：
再测试下出队：
class Program
{
static void Main(string[] args) {
MyQueue<int> queue = new MyQueue<int>(4);
queue.EnQueue(10);
queue.EnQueue(16);
queue.EnQueue(18);
queue.EnQueue(12);
queue.Traverse();
Console.WriteLine("弹两个出去");
queue.DeQueue();
queue.DeQueue();
Console.WriteLine();
queue.Traverse();
Console.Read();
}
}
运行结果：
2、复杂类型队列
之前也说了，这个队列类是用的泛型写的，对应于C++的模板了，那就意味着任何类型都可以使用这个队列类，来测试个自定义的类试试，如下先定义一个Customer类：
public class Customer
{
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
public void PringInfo() {
Console.WriteLine("姓名:" + Name);
Console.WriteLine("年龄:" + Age);
Console.WriteLine();
}
}
然后进行入队，如下：
class Program
{
static void Main(string[] args) {
MyQueue<Customer> queue = new MyQueue<Customer>(5);
queue.EnQueue(new Customer() { Name = "宋小二", Age = 29 });
queue.EnQueue(new Customer() { Name = "陈小三", Age = 28 });
queue.EnQueue(new Customer() { Name = "王小四", Age = 26 });
queue.EnQueue(new Customer() { Name = "朱小五", Age = 48 });
for (int i = 0; i < queue.Length(); i++) {
queue[i].PringInfo();
}
Console.Read();
}
}
上面的代码 queue[i].PringInfo();是通过索引来实现，所以我们得在队列类中实现索引，添加如下代码到MyQueue.cs类中，如下：
public T this[int index] {
get {
return queue[index];
}
}
感觉用for循环来遍历还是不够好，想用foreach，那就给MyQueue类加个遍历接口，如下：
然后实现这个接口，如下：
public IEnumerator<T> GetEnumerator() {
foreach(T node in queue) {
if(node != null) {
yield return node;
}
}
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() {
return GetEnumerator();
}
这样遍历的地方就可以改成foreach了，如下：
执行结果：
总结：
编程的思想才是最重要的，无关语言。以上就是这篇文章的全部内容了，希望能对大家的学习或者工作带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。
