c++数组实现循环队列

像栈一样，队列（queue）也是表。然而，使用队列时插入在一端进行而删除则在另一端进行，也就是先进先出（FIFO）。队列的基本操作是EnQueue（入队），它是在表的末端（叫做队尾（rear））插入一个元素；还有DeQueue（出队），它是删除（或返回）在表的开头（叫做队头（front））的元素。

可用具有N个元素的数组Q实现一个队列，front和rear分别表示队首和队尾,N表示数组的大小即队列的容量
初始状态：front=rear=0
如果反复对某个元素执行入队和出队操作，N次后，front=rear=N,此时向队列插入一个元素，就会发生数组越界错误，而此时队列中实际上没有元素，为了避免这个问题，令front和rear的下标在队列的末尾绕回，即把它看做“循环数组”可从Q[0]到Q[N-1]，然后再回到Q[0]
计算队列种元素个数的公式：（N-front+rear)%N
注意一种情况：向队列插入N个对象，而不进行删除操作，用公式计算出队列的大小竟然为0，为了避免，可以规定Q最多存放N-1个对象。

同样，队列也可以由链表或数组实现，特点分析如下：（时空矛盾）

链表：不需要设定空间大小，也不会浪费空间；插入或删除时需要动态分配或删除内存，比较耗时；不支持随机存取；

数组：需要预知需要空间的大小，会造成空间浪费或不够用；插入或删除不需要动态分配或删除内存，耗时很小；支持随机存取。

 

另外，队列又有链式队列和循环队列两种。本文用数组实现的循环队列（当数组空间够大时，链式队列和循环队列是一样的）。

//这是c++用数组实现一个循环队列，
#include 
using namespace std;
template 
class queue
{
private:
	int front;//对尾的下标
	int rear;
	int Maxsize;
	T *q;
public:
	queue(int Msize) :Maxsize(Msize)//：作用是MAXSZE变量的初始化
	{
		q = new T[Maxsize];//q指向分配的数组首地址，也就是数组名
		front = rear = 0;
	}
	~queue(){ delete q; }
	int size(){ return (rear - front + Maxsize) % Maxsize; }

	bool enqueue(const T& v)
	{
		if (size() == Maxsize)
		{
			cout << "队列已满" << endl;
			return false;
		}
		else
		{
			q[rear] = v;//这里有一些别扭，指针竟然可以作为数组的下标
			rear = (rear + 1) % Maxsize;
			return true;
		}
	}

	int  dequeue(T v)
	{
		if (size() == 0)
		{
			cout << "队列空" << endl;
			return 0;
		}
		else
		{
			v=q[front];
			q[front] = NULL;
			front = (front + 1) % Maxsize;//因为是数组所以不需要释放，只需令其值为Null
			return v;
		}
	}
};

int main()
{ 
	char m;
	queue  q1(20);
	cout << "输入a入队，b出队，c退出！" << endl;
	cin >> m;
	while (m != 'c')
	{
		if (m == 'a')
		{
			int i,j;
			cout << "输入20以下的数字，即需要入队的个数:";
			cin >> i;
			for (j = 0; j < i; j++)
			{
				int k;
				cin >> k;
				q1.enqueue(k);
				cout << "这是当前队列中的元素个数：" << q1.size() << endl;
			}
			cout << "队满，请输入b进行出队操作或输入c退出！" << endl;
			cin >> m;//为了使操作连续
		}
		if (m == 'b')
		{
			while (q1.size() != 0)
			{
			    int n;
				cout << "请输入你要出队元素赋给哪个数字（注：队列中必须存在）" << endl;
				cin >> n;
				cout <<" 出队元素赋给输入的数字，即n=" << q1.dequeue(n) << endl;
				cout << "这是当前队列中的元素个数" << q1.size() << endl;
			}
			cout << "请先输入a:入队一些元素,或输入c退出操作！" << endl;
			cin >> m;//为了使操作连续
		}
	}
}