线性表之循环队列

规定：front指向队头元素的位置; rear指向队尾元素的下一个位置
在队列操作过程中，为了提高效率，以调整指针代替队列元素的移动，并将数组作为循环队列的操作空间
为区别空队和满队，牺牲一个存储单元,满队元素个数比数组元素个数少一个

latex 复制代码

初始状态（队列空）：
front = 0, rear = 0
   [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
    0   1   2   3   4
插入 A, B, C：
front = 0, rear = 3
   [A] [B] [C] [ ] [ ]
    0   1   2   3   4
插入 D, E 后：
front = 0, rear = 0（绕回）
   [A] [B] [C] [D] [E]
    0   1   2   3   4

计算：(rear + 1) % N = (0 + 1) % 5 = 1
但 front = 0，所以不相等？ 这里有问题...


如果队列将要满的状态（实际还有一个空位）：
front = 0, rear = 4
   [A] [B] [C] [D] [ ]
    0   1   2   3   4

计算：(rear + 1) % N = (4 + 1) % 5 = 0
此时 front = 0，所以相等 → 判断为满
虽然索引4的位置是空的，但已经判断为满了！

队列的定义：

c 复制代码

typedef  int  data_t ;    /*定义队列中数据元素的数据类型*/
#define  N  64	    	  /*定义队列的容量*/
typedef  struct {
      data_t  data[N] ;   /*用数组作为队列的储存空间*/
      int  front, rear ;     /*指示队头位置和队尾位置的指针*/
} sequeue_t ; 	     		/*顺序队列类型定义*/

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "sequeue.h"

sequeue * queue_create() {
	sequeue *sq;

	if ((sq = (sequeue *)malloc(sizeof(sequeue))) == NULL) {
		printf("malloc failed\n");
		return NULL;
	}

	memset(sq->data, 0, sizeof(sq->data));
	sq->front = sq->rear = 0;
	return sq;
}

int enqueue(sequeue *sq, datatype x) {
	if (sq == NULL) {
		printf("sq is NULL\n");
		return -1;
	}

	if ((sq->rear + 1) % N == sq->front) {
		printf("sequeue is full\n");
		return -1;
	}

	sq->data[sq->rear] = x;
	sq->rear = (sq->rear + 1) % N;

	return  0;
}

datatype dequeue(sequeue *sq) {
	datatype ret;

	ret = sq->data[sq->front];

	sq->front = (sq->front + 1) % N;

	return ret;
}

int queue_empty(sequeue *sq) {
	if (sq == NULL) {
		printf("sq is NULL\n");
		return -1;
	}

	return (sq->front == sq->rear ? 1 : 0);
}

int queue_full(sequeue *sq) {
	if (sq == NULL) {
		printf("sq is NULL\n");
		return -1;
	}

	if ((sq->rear + 1) % N == sq->front) {
		return 1;
	}
	else {
		return 0;
	}
}

int queue_clear(sequeue *sq) {
	if (sq == NULL) {
		printf("sq is NULL\n");
		return -1;
	}

	sq->front = sq->rear = 0;

	return 0;
}

sequeue * queue_free(sequeue *sq) {
	if (sq == NULL) {
		printf("sq is NULL\n");
		return NULL;
	}

	free(sq);
	sq = NULL;

	return NULL;
}

c 复制代码

typedef int datatype;
#define N 128

typedef struct {
	datatype data[N];
	int front;
	int rear;
}sequeue;

sequeue * queue_create();
int enqueue(sequeue *sq, datatype x);
datatype dequeue(sequeue *sq);
int queue_empty(sequeue *sq);
int queue_full(sequeue *sq); 
int queue_clear(sequeue *sq);
sequeue * queue_free(sequeue *sq);

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include "sequeue.h"

int main(int argc, const char *argv[])
{
	sequeue *sq;

	if ((sq = queue_create()) == NULL) {
		return -1;
	}
	
	enqueue(sq, 10);
	enqueue(sq, 100);
	enqueue(sq, 1000);

	while (!queue_empty(sq)) {
		printf("dequeue:%d\n", dequeue(sq));
	}

	queue_free(sq);

	return 0;
}