如何实现循环队列

所属分类：软件编程 / C 语言阅读数： 80

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生活中有很多队列的影子，比如打饭排队，买火车票排队问题等，可以说与时间相关的问题，一般都会涉及到队列问题；从生活中，可以抽象出队列的概念，队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。队列分为链式队列和静态队列；静态队列一般用数组来实现，但此时的队列必须是循环队列，否则会造成巨大的内存浪费；链式队列是用链表来实现队列的。

#ifndef SQQUEUE_H_INCLUDED 
#define SQQUEUE_H_INCLUDED /* 防止重复包含 */ 
 
////////////////////////////////////////// 
//包含头文件 
#include <stdlib.h> 
#include "ds.h" // OK, Status 等定义 
 
//数据元素的类型(缺省使用int型) 
#ifndef ElemType 
#define ElemType int 
#define USE_DEFAULT_ELEMTYPE /* 使用缺省类型的标志 */ 
#endif //ElemType 
 
////////////////////////////////////////// 
//循环队列的存储结构 
 
#define MAXQSIZE 500/* 循环队列的最大容量 */ 
typedef struct { 
  /* TODO (#1#): 这里完成循环队列的类型定义 */ 
  ElemType *base; 
  int front; 
  int rear; 
  //.................................... 
} SqQueue; 
 
 
////////////////////////////////////////// 
//循环队列的基本操作 
 
//构造一个空队列Q 
Status InitQueue(SqQueue &Q) 
{ 
  /* TODO (#2#): 构造空队列 */ 
  Q.base=(ElemType*)malloc(MAXQSIZE *sizeof(ElemType)); 
  if(!Q.base)exit(OVERFLOW); 
  QQ.front=Q.rear =0; 
  return OK; //TODO: 替换这行代码,以下同 
  //.................................... 
} 
 
//销毁队列Q 
// 前提：队列Q已存在 
Status DestroyQueue(SqQueue &Q) 
{ 
  /* TODO (#3#): 销毁队列 */ 
  free(Q.base); 
  Q.base=NULL; 
  Q.front=0; 
  Q.rear=0; 
  return OK; 
  //.................................... 
} 
 
//将队列Q清为空队列 
// 前提：队列Q已存在 
Status ClearQueue(SqQueue &Q) 
{ 
  /* TODO (#4#): 清空队列 */ 
  Q.base=0; 
  Q.rear=0; 
  return OK; 
  //.................................... 
} 
 
//若队列Q为空，则返回TRUE，否则FALSE 
// 前提：队列Q已存在 
Status QueueEmpty(SqQueue Q) 
{ 
  /* TODO (#5#): 判断队列是否为空 */ 
  if(Q.front==Q.rear) 
    return OK; 
  else 
    return ERROR; 
  //.................................... 
} 
 
//返回队列Q的元素个数，即队列长度 
// 前提：队列Q已存在 
int QueueLength(SqQueue Q) 
{ 
  /* TODO (#6#): 返回队列长度 */ 
  return (Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE; 
  //.................................... 
} 
 
//取队列Q头元素用e返回 
// 前提：队列Q存在且非空 
Status GetHead(SqQueue Q,ElemType &e) 
{ 
  /* TODO (#7#): 取队头元素存入e */ 
  if(Q.rear==Q.front) 
    return ERROR; 
  e=Q.base[Q.front]; 
  //e=*(Q.base+Q.front); 
  return OK;//返回操作状态(成功:OK,失败:ERROR) 
  //.................................... 
} 
 
//插入元素e作为队列Q的新的队尾元素 
// 前提：队列Q存在且未满 
Status EnQueue(SqQueue &Q, ElemType e) 
{ 
  /* TODO (#8#): 元素e入队列 */ 
  if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front) 
    return ERROR; 
  //e=*(Q.base +Q.rear); 
  Q.base[Q.rear]=e; 
  Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE; 
  return OK;//返回操作状态(成功:OK,失败:ERROR) 
  //.................................... 
} 
 
//删除队列Q的队头元素，并用e返回 
// 前提：队列Q存在且非空 
Status DeQueue(SqQueue &Q, ElemType e) 
{ 
  /* TODO (#9#): 出队列存入e */ 
  if(Q.front==Q.rear) 
    return ERROR; 
  //e=*(Q.base+Q.front); 
  e=Q.base[Q.front]; 
  Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE; 
  return OK;//返回操作状态(成功:OK,失败:ERROR) 
  //.................................... 
} 
 
////////////////////////////////////////// 
 
 
//TODO: 定义好 SqQueue 类型后使用 QueueView 函数 
/****** //TODO: 删除此行以便使用QueueView() 
#include <stdio.h> 
//查看队列状态(调试用) 
void QueueView(SqQueue Q) 
{ 
  extern void PrintElem(ElemType e);//打印数据用 
  int i=0; 
  if(Q.front<0||Q.front>=MAXQSIZE||Q.rear<0||Q.rear>=MAXQSIZE){ 
    printf("队列未初始化\n"); 
    return ; 
  } 
  printf("---Queue View---\n"); 
  printf("front=%d , rear=%d\n", Q.front, Q.rear); 
  if(Q.rear>=Q.front) { 
    printf(".....  ......\n"); 
    for(i=Q.front; i<Q.rear; i++) { 
      printf("%5d\t", i); 
      PrintElem(Q.base[i]); 
      printf("\n"); 
    } 
    if(i<MAXQSIZE) printf(".....  ......\n"); 
  } else {    
    for(i=0; i<Q.rear; i++) { 
      printf("%5d\t", i); 
      PrintElem(Q.base[i]); 
      printf("\n"); 
    } 
    printf(".....  ......\n"); 
    for(i=Q.front; i<MAXQSIZE; i++) { 
      printf("%5d\t", i); 
      PrintElem(Q.base[i]); 
      printf("\n"); 
    } 
  } 
  printf("--- view end ---\n"); 
} 
******/ //TODO: 删除此行以便使用QueueView() 
 
//取消ElemType的默认定义，以免影响其它部分 
#ifdef USE_DEFAULT_ELEMTYPE 
#undef ElemType 
#undef USE_EFAULT_ELEMTYPE 
#endif 
 
#endif //SQQUEUE_H_INCLUDED 

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include "sqqueue.h" 
 
//初始化系统 
 
 
void Finalize(SqQueue &q);  
 
//////////////////////////////////////////// 
//主程序 
int main() 
{ 
  SqQueue q; //循环队列 
  int x; 
   
  //系统初始化 
  InitQueue(q); 
  printf("数据元素进队列,以0结束"); 
  scanf("%d",&x); 
  while(x!=0){ 
   EnQueue(q,x); 
   scanf("%d",&x); 
  } 
  printf("\n队列元素的个数"); 
 
  printf("%d",QueueLength(q)); 
 
 
  printf("\n头元素是："); 
  if(!QueueEmpty(q)){ 
   if(GetHead(q,x)==OK) 
   printf("%d",x); 
  } 
 
 
  printf("\n出队列,先进先出"); 
   if( DeQueue(q,x)==OK) 
     printf("%d",x); 
  printf("\n此时的对头是："); 
  if(!QueueEmpty(q)){ 
   if(GetHead(q,x)==OK) 
   printf("%d\n",x); 
  } 
 
}

实现的效果：