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数据结构 | 循环队列（基本操作及图示）

2018-06-18 04:03:48来源：未知阅读 ()

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如果使用顺序表作为队列的话，当处于右图状态则不能继续插入新的队尾元素，否则会因为数组越界而导致程序代码被破坏。

由此产生了由链表实现的循环队列，只有队列未满时才可以插入新的队尾元素。

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基本操作：

/* 定义链表队列 */

定义结构体中front指示队头位置，rear指示队尾位置，base指针用于申请空间并存放数据。

/* 初始化队列 */

使用指针*base申请100个内存空间，front和rear分别为0，此时队列为空

/* 判断空或满 */

初始化时，front = rear = 0 时为空，Q->rear = （0+1）%100 = 1，队列未满可以插入队列
入队3个元素时，rear = 3，Q->rear = （3+1）%100 = 4，队列未满
入队99个元素时，rear = 99，Q->rear = （99+1）%100 = 0，队列满，不可入队
出队2个元素时，front = 2

出队后，执行两次 Q->front = (Q->front + 1) % MAXQSIZE，得到Q->front = 2
再次入队1个元素时，rear = 0，Q->rear = （99+1）%100=0，队列未满，可以入队

实现代码：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #define OK 1
 4 #define ERROR 0
 5 #define OVERFLOW -2
 6 #define MAXQSIZE 100
 7 typedef int Status;
 8 typedef int QElemType;
 9 typedef struct Node
10 {
11     QElemType *base; //初始化动态分配存储空间
12     int front;
13     int rear;
14 } SqQueue;
15 Status InitQueue(SqQueue *Q)
16 {
17     Q->base = (QElemType *)malloc(MAXQSIZE * sizeof(QElemType));
18     if (!Q->base)
19         exit(OVERFLOW);
20     Q->front = Q->rear = 0;
21     return OK;
22 }
23 Status EnQueue(SqQueue *Q, QElemType elem)
24 {
25     //队列为空时 1%100==1,队列满时(99+1)%100==0,最多容纳99个元素
26     if ((Q->rear + 1) % MAXQSIZE == (Q->front))
27         return ERROR;
28     Q->base[Q->rear] = elem;
29     Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXQSIZE; //rear始终在0-100中循环
30     return OK;
31 }
32 Status OutQueue(SqQueue *Q, QElemType *e)
33 {
34     if (Q->front == Q->rear)
35         return ERROR;
36     *e = Q->base[Q->front];
37     Q->front = (Q->front + 1) % MAXQSIZE;
38     return OK;
39 }
40 Status PrintQueue(SqQueue Q)
41 {
42     printf("the queue is:");
43     for (int i = Q.front; i < Q.rear; ++i)
44         printf("%d ", Q.base[i]);
45     return OK;
46 }
47 int main()
48 {
49     SqQueue queue;
50     QElemType elem;
51     int i;
52     InitQueue(&queue);
53     printf("input:");
54     while(scanf("%d", &elem) != EOF)
55         EnQueue(&queue, elem);
56     PrintQueue(queue);
57     /* 输入要出队列的个数 */
58     printf("\noutput:");
59     scanf("%d", &i);
60     while(i != 0)
61     {
62         OutQueue(&queue, &elem);
63         i--;
64     }
65     PrintQueue(queue);
66     return OK;
67 }