目录
一、前言
利用数组实现循环队列,重点要解决的问题有三个:
1.如何实现循环?
由于数组大小k是确定的,要实现队列循环就需要让数组下标循环,利用两个下标front、back分别指向首元素和尾元素的下一个位置。front = (front+1) % k,back = (back+1) % k,即可完成下标的循环。
2.如何判断队列为空?
初始化时,front和back都为0,此时为空。因此我们确定判空条件为 front = back时循环队列为空。
3.如何判断队列为满?
我们发现,当队列满时,由于back指向队尾元素的下一个,因此队列满时,front = back ,与队列空时相矛盾。如何解决呢?
两种解决方法:
一是:循环队列结构中新增队列大小 size ,当size=0且front = back时,队列为空;当size≠0且front = back时,队列为满。
二是:新增一个空间,不存储数据,front = (front+1) % (k+1),back = (back+1) % (k+1),当 (back+1) % (k+1) = front时,队列为满。
本文仅讲解方法二,方法一详见:数组实现循环队列(增设队列大小size)-CSDN博客
二、循环队列的结构定义
循环队列结构中包括数组、头指针、尾指针、队列容量
cpp
//方法二
//循环队列的结构定义
typedef int MCQDataType;
typedef struct {
MCQDataType *a;//数组
int front;//头指针,指向队头元素
int back;//尾指针,指向队尾元素的下一个位置
int k;//循环队列容量
} MyCircularQueue;
三、循环队列的创建及其初始化
首先动态申请一个循环队列结构体的内存空间,然后为数组动态申请k+1个内存空间,并将头指针、尾指针都初始化为0,队列容量初始化为k。
cpp
//方法二
//循环队列的创建及其初始化
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
MyCircularQueue *mcq=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
mcq->a=(MCQDataType*)malloc(sizeof(MCQDataType)*(k+1));
mcq->k=k;
mcq->front=mcq->back=0;
return mcq;
}
四、入队
先判断队列是否为满,不满则入队,同时尾指针要 加1模(k+1) ,back = (back+1) % (k+1)
cpp
//方法二
//入队
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
if((obj->back+1)%(obj->k+1)==obj->front)//满队列
{
return false;
}
obj->a[obj->back]=value;
obj->back=(obj->back+1)%(obj->k+1);
return true;
}
五、出队
先判断队列是否为空,不空则出队,同时头指针要 加1模(k+1),front = (front+1) % (k+1)
cpp
//方法二
//出队
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
if(obj->front==obj->back)//空队列
{
return false;
}
obj->front=(obj->front+1)%(obj->k+1);
return true;
}
六、取队头元素
先判断队列是否为空,不空则返回头指针指向的元素
cpp
//方法二
//取队头元素
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
if(obj->front==obj->back)//空队列
{
return -1;
}
return obj->a[obj->front];
}
七、取队尾元素
先判断队列是否为空,不空再判断尾指针的位置:
如果尾指针指向0位置,则队尾元素在数组最后一位,即k的位置(因为总共开辟了k+1个空间);
如果尾指针不指向0位置,那么队尾元素位置是back-1。
cpp
//方法二
//取队尾元素
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
if(obj->front==obj->back)//空队列
{
return -1;
}
if(obj->back==0)
{
return obj->a[obj->k];//重点
}
else
{
return obj->a[obj->back-1];
}
}
八、判空
判空条件是 front = back
cpp
//方法二
//判空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
return obj->back==obj->front;
}
九、判满
判满条件是 (back+1)%(k+1) = front
cpp
//方法二
//判满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
return (obj->back+1)%(obj->k+1)==obj->front;
}
十、销毁队列
动态申请的内存空间都要动态销毁free
cpp
//方法二
//销毁循环队列
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
free(obj->a);
free(obj);
}