循环队列

循环队列概念:

循环队列是队列的一种顺序表示和实现方法。与顺序栈类似,在队列的顺序存储结构中,用一组地址连续的存储单元依次存放从队头到队尾的元素,如一维数组Queue[ MAXSIZE]。此外,由于队列中队头和队尾的位置都是动态变化的,因此需要附设两个指针front和rear,分别指示队头元素和队尾元素在数组中的位置。

顺序队列的弊端:

循环队列_第1张图片
显然,在非空顺序队列中,队头指针头元素,而队尾指针始终指向真正队尾元素后面的单元。
如上图所示 MAXSIZE=6,当rear== MAXSIZE此时不一定是真的队满,因为随着部分元素的出队,数组前面会空出来,由于只能在队尾人队,使得上述空单元无法使用。这种现象称为假溢出真正队满的条件应是rear-front == MAXSIZE。

解决办法:
为了解决这种假溢出现象并使队列空间得到充分利用,一个巧妙的方法就是将顺序队列的数组看成是一个环形的空间
普通环形队列:
循环队列_第2张图片
继续改进:
但是由上图可见只凭front== rear无法判断队列的状态是否为空还是满,对于这个问题,方法就是损失一个元素空间,当尾指针所指的空单元的下一个单元时对头元素单元时,队满,停止入队。这样一来,尾指针就永远无法追上队头指针,所以对满就不会是front== rear,而是(rear+1)% MAXSIZE== front。判空的条件不变,仍然是rear==front。

循环队列:
循环队列_第3张图片
实现循环队列:
队满条件:(rear+1)% MAXSIZE == front
队空条件:rear==front

#include
#define MAXSIZE 20  //队列最大空间
typedef  int  CQDataType;
typedef struct CircularQueue
{
	CQDataType arr[MAXSIZE];   //队列的元素空间
	int front;  //对头指针指示器
	int rear;   //对尾指针指示器
}CQueue;

// 初始化队列
void QueueInit(CQueue* q)
{
	q->front = q->rear = 0; //初始化成一个空的循环队列
}
// 队尾入队列
int QueuePush(CQueue* q, CQDataType data)
{
	if ((q->rear + 1) % MAXSIZE != q->front)//队列没满时插入
	{
		q->arr[q->rear] = data;
		q->rear = (q->rear + 1) % MAXSIZE;  //重新设置队尾指针
	}
	else
		return -1;//队列满的,无法入队
}

// 队头出队列
int QueuePop(CQueue* q)
{
	if (q->front != q->rear)//队列不为空时可以出对
	{
		CQDataType ret=q->arr[q->front];
		q->front = (q->front + 1) % MAXSIZE;//重新设置队头指针
	}
	else
		return -1;//队列为空,无法出队
}

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