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C语言实现顺序循环队列实例

2024-04-02 19:55

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一、队列和循环队列基本概念

队列:

和栈相反，队列是一种先进先出（FIFO）的线性表。只允许在一端插入，在另一端删除。

允许插入的叫"队尾"（rear），允许删除的叫"队头"（front）。

入队操作：L->rear++; L->data[L->rear]=x;（需要入队的元素）

出队操作：L->front++; x=L->data[L->front];

求队长：队长=(L->rear)-(L->front);

队空：L->rear==L->front==-1;

队满：队长=max

使用场景：一切具备先来后到的任务场景

循环队列：

和队列类似，只不过队头和队尾相连，解决了队列的假溢出现象（队尾指针达到申请空间的最大时，系统会认定空间满，但是队头指针如果不为-1则就是假溢出）。
入队：L->rear==(L->rear+1)%max;
出队:L->front==(L->front+1)%max;
队满：由图可知队满和队空条件重复，所以为了避免这一情况现如今有两种方法：1.少用一个元素空间，也就是说front指针在定义时指向0的位置，这样才能使front和rear之间空出一个元素空间。2.这个方法比较容易理解，就是定义一个Num值来记录元素个数，num==0时则队空,num==max时则队满。
具体操作：（L->rear+1）%max==front; num==max;

队空：L->rear==L->front;
队长：分两种情况：1.头指针在尾指针之后：按普通队列求法。2.头指针在尾指针之前：队长=L->rear+(max-(L->front))；

二、代码实操

图示：

具体代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define ture 1
#define false 0
#define max 5
typedef struct {
	int data[max];
	int front,rear;
}cteam,*team;
static int num=0;  //全局变量 num  
//初始队列
int Initteam(team &L){
	L=(cteam *)malloc(sizeof(cteam));
	if(L==NULL){
		printf("申请空间失败！");
		return false;
	}
	L->front=L->rear=-1;
	return true;
}
//入队
int pushteam(team &L,int x){
	if(num==max){
		printf("队满");
		return false;
	}else{
		L->rear=(L->rear+1)%max;  //rear始终在0-10中循环
		L->data[L->rear]=x; 
		num++;
		return true;
	}
} 
//出队
int popteam(team &L,int &x){
	if(num==0){
		printf("队空！");
		return false;
	}else{
		L->front=(L->front+1)%max;  //front始终在0-10中循环
		x=L->data[L->front];
		num--;
		printf("\n%d出队\n",x);
		return x;
	} 
}
//遍历队
void printteam(team L){
	int p;
	p=L->front+1;
	if(L->front<L->rear){
		while(p<=L->rear){
		printf("%d ",L->data[p]);
		p++;}
	}else{
		while((p-1)!=L->rear){
			printf("%d ",L->data[p]);
			p=(p+1)%max;
		}
	}
  }
//求队长 
 int teamlength(team L){
 	int p;
 	if(L->front<L->rear){
 		p=(L->rear)-(L->front);      //当队列正常时 
	 }else{
	 	p=L->rear+(max-(L->front));  //当队列开始循环时 
	 }
	printf("\n队长为：%d",p);
 }
 //取队头元素
  int gettop(team L){
  	if(L->front==L->rear){
  		printf("队空！");
  		return false;
	  }else{
	  	int t=L->data[L->front+1];
	  	return t;
	  }
  } 
  
  
  
  
  
int main(){
	team s;
	int w;
	Initteam(s);
	//1-3进队列 
	pushteam(s,1);      
	pushteam(s,2);
	pushteam(s,3);
	printf("------1-3进队列后----------\n");
	printf("此时队列为：");
	printteam(s);
   	popteam(s,w);
	popteam(s,w);
	printf("此时队列为：");
	printteam(s);
	printf("\n------4-6进队列后----------\n");
	pushteam(s,4);
	pushteam(s,5);
	pushteam(s,6);
	printf("此时队列为：");
	printteam(s);
	teamlength(s);
	int T=gettop(s);
	printf("\n队头元素为：%d",T);
}

实现结果：