如何实现循环队列

本文主要介绍了C语言循环队列的实现,对于数据结构与算法的研究有所帮助,需要的朋友可以参考下

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。

1. #ifndef SQQUEUE_H_INCLUDED  
2. #define SQQUEUE_H_INCLUDED /* 防止重复包含 */  
3.  
4. //////////////////////////////////////////  
5. //包含头文件  
6. #include <stdlib.h>  
7. #include "ds.h" // OK, Status 等定义  
8.  
9. //数据元素的类型(缺省使用int型)  
10. #ifndef ElemType  
11. #define ElemType int  
12. #define USE_DEFAULT_ELEMTYPE /* 使用缺省类型的标志 */  
13. #endif //ElemType  
14.  
15. //////////////////////////////////////////  
16. //循环队列的存储结构  
17.  
18. #define MAXQSIZE 500/* 循环队列的最大容量 */  
19. typedef struct {  
20. /* TODO (#1#): 这里完成循环队列的类型定义 */ 
21. ElemType *base;  
22. int front;  
23. int rear;  
24. //....................................  
25. } SqQueue;  
26.  
27.  
28. //////////////////////////////////////////  
29. //循环队列的基本操作  
30.  
31. //构造一个空队列Q  
32. Status InitQueue(SqQueue &Q)  
33. {  
34. /* TODO (#2#): 构造空队列 */ 
35. Q.base=(ElemType*)malloc(MAXQSIZE *sizeof(ElemType));  
36. if(!Q.base)exit(OVERFLOW);  
37. QQ.front=Q.rear =0;  
38. return OK; //TODO: 替换这行代码,以下同  
39. //....................................  
40. }  
41.  
42. //销毁队列Q  
43. // 前提：队列Q已存在  
44. Status DestroyQueue(SqQueue &Q)  
45. {  
46. /* TODO (#3#): 销毁队列 */ 
47. free(Q.base);  
48. Q.base=NULL;  
49. Q.front=0;  
50. Q.rear=0;  
51. return OK;  
52. //....................................  
53. }  
54.  
55. //将队列Q清为空队列  
56. // 前提：队列Q已存在  
57. Status ClearQueue(SqQueue &Q)  
58. {  
59. /* TODO (#4#): 清空队列 */ 
60. Q.base=0;  
61. Q.rear=0;  
62. return OK;  
63. //....................................  
64. }  
65.  
66. //若队列Q为空，则返回TRUE，否则FALSE  
67. // 前提：队列Q已存在  
68. Status QueueEmpty(SqQueue Q)  
69. {  
70. /* TODO (#5#): 判断队列是否为空 */ 
71. if(Q.front==Q.rear)  
72. return OK;  
73. else 
74. return ERROR;  
75. //....................................  
76. }  
77.  
78. //返回队列Q的元素个数，即队列长度  
79. // 前提：队列Q已存在  
80. int QueueLength(SqQueue Q)  
81. {  
82. /* TODO (#6#): 返回队列长度 */ 
83. return (Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;  
84. //....................................  
85. }  
86.  
87. //取队列Q头元素用e返回  
88. // 前提：队列Q存在且非空  
89. Status GetHead(SqQueue Q,ElemType &e)  
90. {  
91. /* TODO (#7#): 取队头元素存入e */ 
92. if(Q.rear==Q.front)  
93. return ERROR;  
94. e=Q.base[Q.front];  
95. //e=*(Q.base+Q.front);  
96. return OK;//返回操作状态(成功:OK,失败:ERROR)  
97. //....................................  
98. }  
99.  
100. //插入元素e作为队列Q的新的队尾元素  
101. // 前提：队列Q存在且未满  
102. Status EnQueue(SqQueue &Q, ElemType e)  
103. {  
104. /* TODO (#8#): 元素e入队列 */ 
105. if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front)  
106. return ERROR;  
107. //e=*(Q.base +Q.rear);  
108. Q.base[Q.rear]=e;  
109. Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE;  
110. return OK;//返回操作状态(成功:OK,失败:ERROR)  
111. //....................................  
112. }  
113.  
114. //删除队列Q的队头元素，并用e返回  
115. // 前提：队列Q存在且非空  
116. Status DeQueue(SqQueue &Q, ElemType e)  
117. {  
118. /* TODO (#9#): 出队列存入e */ 
119. if(Q.front==Q.rear)  
120. return ERROR;  
121. //e=*(Q.base+Q.front);  
122. e=Q.base[Q.front];  
123. Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE;  
124. return OK;//返回操作状态(成功:OK,失败:ERROR)  
125. //....................................  
126. }  
127.  
128. //////////////////////////////////////////  
129.  
130.  
131. //TODO: 定义好 SqQueue 类型后使用 QueueView 函数  
132. /****** //TODO: 删除此行以便使用QueueView()  
133. #include <stdio.h>  
134. //查看队列状态(调试用)  
135. void QueueView(SqQueue Q)  
136. {  
137. extern void PrintElem(ElemType e);//打印数据用  
138. int i=0;  
139. if(Q.front<0||Q.front>=MAXQSIZE||Q.rear<0||Q.rear>=MAXQSIZE){  
140. printf("队列未初始化/n");  
141. return ;  
142. }  
143. printf("---Queue View---/n");  
144. printf("front=%d , rear=%d/n", Q.front, Q.rear);  
145. if(Q.rear>=Q.front) {  
146. printf("..... ....../n");  
147. for(i=Q.front; i<Q.rear; i++) {  
148. printf("%5d/t", i);  
149. PrintElem(Q.base[i]);  
150. printf("/n");  
151. }  
152. if(i<MAXQSIZE) printf("..... ....../n");  
153. } else {  
154. for(i=0; i<Q.rear; i++) {  
155. printf("%5d/t", i);  
156. PrintElem(Q.base[i]);  
157. printf("/n");  
158. }  
159. printf("..... ....../n");  
160. for(i=Q.front; i<MAXQSIZE; i++) {  
161. printf("%5d/t", i);  
162. PrintElem(Q.base[i]);  
163. printf("/n");  
164. }  
165. }  
166. printf("--- view end ---/n");  
167. }  
168. ******/ //TODO: 删除此行以便使用QueueView()  
169.  
170. //取消ElemType的默认定义，以免影响其它部分  
171. #ifdef USE_DEFAULT_ELEMTYPE  
172. #undef ElemType  
173. #undef USE_EFAULT_ELEMTYPE  
174. #endif  
175.  
176. #endif //SQQUEUE_H_INCLUDED  
177.  
178. #include <stdio.h>  
179. #include <stdlib.h>  
180. #include "sqqueue.h"  
181.  
182. //初始化系统  
183.  
184.  
185. void Finalize(SqQueue &q);  
186.  
187. ////////////////////////////////////////////  
188. //主程序  
189. int main()  
190. {  
191. SqQueue q; //循环队列  
192. int x;  
193.  
194. //系统初始化  
195. InitQueue(q);  
196. printf("数据元素进队列,以0结束");  
197. scanf("%d",&x);  
198. while(x!=0){  
199. EnQueue(q,x);  
200. scanf("%d",&x);  
201. }  
202. printf("/n队列元素的个数");  
203.  
204. printf("%d",QueueLength(q));  
205.  
206.  
207. printf("/n头元素是：");  
208. if(!QueueEmpty(q)){  
209. if(GetHead(q,x)==OK)  
210. printf("%d",x);  
211. }  
212.  
213.  
214. printf("/n出队列,先进先出");  
215. if( DeQueue(q,x)==OK)  
216. printf("%d",x);  
217. printf("/n此时的对头是：");  
218. if(!QueueEmpty(q)){  
219. if(GetHead(q,x)==OK)  
220. printf("%d/n",x);  
221. }  
222.  
223. }  

实现的效果：

以上所述就是本文的全部内容了，希望大家能够理解。