环形队列实现原理 /链式实现
当tail赶上head，队列满，则令tag=1,
队列满： (tail+1)% MAXN ==head
采用第一个环形队列有如下结构
typedef struct ringq{ int head; /* 头部，出队列方向*/ int tail; /* 尾部，入队列方向*/ int tag ; int size ; /* 队列总尺寸 */ int space[RINGQ_MAX]; /* 队列空间 */ }RINGQ;
出队操作：如果队列不空，则从head处读出。
#ifndef __RINGQ_H__ #define __RINGQ_H__ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif #define QUEUE_MAX 20 typedef struct ringq{ int head; /* 头部，出队列方向*/ int tail; /* 尾部，入队列方向*/ int tag ; /* 为空还是为满的标志位*/ int size ; /* 队列总尺寸 */ int space[QUEUE_MAX]; /* 队列空间 */ }RINGQ; /* 第一种设计方法: 当head == tail 时，tag = 0 为空，等于 = 1 为满。 */ extern int ringq_init(RINGQ * p_queue); extern int ringq_free(RINGQ * p_queue); /* 加入数据到队列 */ extern int ringq_push(RINGQ * p_queue,int data); /* 从队列取数据 */ extern int ringq_poll(RINGQ * p_queue,int *p_data); #define ringq_is_empty(q) ( (q->head == q->tail) && (q->tag == 0)) #define ringq_is_full(q) ( (q->head == q->tail) && (q->tag == 1)) #define print_ringq(q) printf("ring head %d,tail %d,tag %d\n", q->head,q->tail,q->tag); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* __RINGQ_H__ */
实现代码 ringq.c#include
/* 测试第一种环形队列*/ void test5() { RINGQ rq, * p_queue; int i,data; p_queue = &rq; ringq_init(p_queue); for(i=0; i < QUEUE_MAX +2 ; i++) { ringq_push(p_queue,i+1); } if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); ringq_free(p_queue); } /* 测试第一种环形队列,更加复杂的情况*/ void test6() { RINGQ rq, * p_queue; int i,data; p_queue = &rq; ringq_init(p_queue); ringq_push(p_queue,1); ringq_push(p_queue,2); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); ringq_push(p_queue,3); ringq_push(p_queue,4); ringq_push(p_queue,5); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); ringq_push(p_queue,6); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); if(ringq_poll(p_queue,&data)>=0) PRINT_INT(data); ringq_free(p_queue); }
出队操作：如果队列不空，则从head处读出。
#ifndef __RINGQ_H__ #define __RINGQ_H__ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif #define RINGQ_MAX 20 typedef struct ringq{ int head; /* 头部，出队列方向*/ int tail; /* 尾部，入队列方向*/ int size ; /* 队列总尺寸 */ int space[RINGQ_MAX]; /* 队列空间 */ }RINGQ; /* 取消tag .限制读与写之间至少要留一个空间 队列空 head == tail . 队列满是 (tail+1)%MAX == head 初始化是head = tail = 0; */ extern int ringq_init(RINGQ * p_ringq); extern int ringq_free(RINGQ * p_ringq); extern int ringq_push(RINGQ * p_ringq,int data); extern int ringq_poll(RINGQ * p_ringq,int * p_data); #define ringq_is_empty(q) (q->head == q->tail) #define ringq_is_full(q) (((q->tail+1)%q->size) == q->head ) #define print_ringq2(q,d) printf("ring head %d,tail %d,data %d\n", q->head,q->tail,d); #ifdef __cplusplus } #endif #endif /* __QUEUE_H__ */
实现代码ringq.c#include
环形队列的链式实现
from:http://www.cnblogs.com/herbert/archive/2011/01/17/1937787.html程序是用codeblock写的，中间碰到了一个又一个的问题，都最终解决了。这个结构可以作为所有结构体的实现的一个模式。写写这些程序可以不断让自己更加深入认识指针，更加熟悉指针的各种使用。经常锻炼C基础，心里写程序更有底.
#include
#include
#include
typedef int Queue_Type;
// 定义队列节点结构
typedef struct CQUEUE_NODE
{
Queue_Type value;
struct CQUEUE_NODE *next;
}QNode, *PNode;
// 定义队列结构
typedef struct CQUEUE
{
unsigned int size;
PNode front, retail;
}LQueue;
//创建环形队列
void Create_Queue(LQueue *L, int n)
{
PNode front = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
PNode retail = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(front == NULL || retail == NULL)
exit(1);
scanf("%d", &front->value);
front->next = NULL;
// 只有一个节点的时候，头尾指向同一个点
retail = front;
// 多个点情况
int i;
for(i = 1; i < n; i++)
{
PNode p = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p == NULL)
exit(1);
scanf("%d", &p->value);
retail->next = p;
retail = p;
}
// 结束后，尾节点指向头节点
retail->next = front;
L->front = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
L->retail = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(L->front == NULL || L->retail == NULL)
exit(1);
L->front = front;
L->retail = retail;
L->size = n;
}
// 销毁队列
void Destory_Queue(LQueue *L)
{
// 如果队列为空
if(L->front == NULL)
exit(1);
// 这里注意必须重新申请一个节点
// 直接使用L->retail->next会有类型不能识别的错误
PNode p = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p == NULL)
exit(1);
p = L->front;
int size = L->size;
// 队列是多个节点情况
while(size != 0)
{
L->front = p->next;
free(p);
p = L->front;
size--;
}
// 这里一定要记得处理
// 将front retail指向NULL 在上面的处理过程中，只是free并没有指向NULL
// 如果不指向NULL, front,retail将是野指针
// 还要记得将L->size重新赋值，上面size只是读取size，并不改变size的值
L->front = NULL;
L->retail = NULL;
L->size = size;
}
// 入列操作 在尾节点插入
void Enqueue(LQueue *L, Queue_Type value)
{
PNode p = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p == NULL)
exit(1);
p->value = value;
int size = L->size;
//如果队列是个空队列
if(size == 0)
{
L->front = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
L->retail = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
L->front = p;
L->retail = p;
p->next = NULL;
size ++;
}
// 如果队列不是空队列
// 头节点倒是没有必要重新开辟空间
PNode p1 = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p1 == NULL)
exit(1);
p1 = L->retail;
p1->next = p;
p->next = L->front;
L->retail = p; //这里没发现啊，害我找了很久
size++;
L->size = size;
}
// 出列操作
Queue_Type Dequeue(LQueue *L)
{
int size = L->size;
Queue_Type n;
//如果队列为空
if(size == 0)
{
printf("The queue is empty.\n");
exit(1);
}
PNode p = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p == NULL)
exit(1);
p = L->front;
//如果队列只有一个节点
if(size == 1)
{
n = p->value;
free(p);
L->front = L->retail = NULL;
p = NULL;
size--;
L->size = size;
return n;
}
if(size == 2)
{
n = p->value;
L->front = L->retail;
free(p);
p = NULL;
size--;
L->size = size;
return n;
}
// 头节点倒是没有必要重新开辟空间
PNode p1 = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p1 == NULL)
exit(1);
p1 = L->retail;
n = p->value;
L->front = p->next;
p1->next = L->front;
free(p);
p = NULL;
size--;
L->size = size;
return n;
}
// 判断队列是否为空
bool Is_Empty(LQueue L)
{
if(L.size == 0)
return false;
else
return true;
}
// 打印队列
void Print_Queue(LQueue L)
{
// 如果队列为空
if(L.size == 0)
{
printf("The size of the queue is: %d\n", L.size);
exit(1);
}
printf("The size of the queue is: %d\n", L.size);
printf("The following are the elements of the queue:\n");
PNode p = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
if(p == NULL)
exit(1);
p = L.front;
while(p != L.retail)
{
printf("%d\n", p->value);
p = p->next;
}
if(p == L.retail)
{
printf("%d\n", p->value);
}
}
int main()
{
LQueue L;
int n;
printf("Input the number of the nodes of the queue:\n");
scanf("%d", &n);
printf("-------------------------------------------\n");
Create_Queue(&L, n);
printf("-------------------------------------------\n");
Print_Queue(L);
printf("-------------------------------------------\n");
printf("Enqueue a node:\n");
int n1, n2,n3;
scanf("%d", &n1);
Enqueue(&L, n1);
printf("-------------------------------------------\n");
Print_Queue(L);
printf("Dequeue one node -------------------------\n");
n2 = Dequeue(&L);
printf("Node1 is %d\n",n2);
Print_Queue(L);
printf("Dequeue another node -------------------------\n");
n3 =Dequeue(&L);
printf("Node2 is %d\n",n3);
Print_Queue(L);
printf("-------------------------------------------\n");
printf("Destory the queue---------------------------\n");
Destory_Queue(&L);
Print_Queue(L);
return 0;
}
关于指针可能碰到的问题，在注释里差不多都说明了。
需要特别注意几个问题：
一，结构作为参数传递。这个传递方式也是和其他一样的，当需要改变传入参数的值的时候，用地址传递，使用指针参数。参数的传递类似于一般的int了，使用结构体指针就行。
二，结构体参数值传递和地址传递的调用方式的不同。结构体参数如果是以普通值传递进入参数，使用结构体.成员来访问。如果是以地址传递，也就是传入的是指针参数，就是结构体->成员来访问。这个就是结构体和结构体指针访问数据成员的差异。
三，像队列这种包含头尾队列点的结构体，在初始化的时候，要为每个一个指针结构申请空间，也就是里面的
L->front = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
L->retail = (PNode)malloc(sizeof(QNode));
四，在取结构体成员指针指向的数据的时候，不要使用 结构体指针->指针成员->指针成员指向的数据。 这样多个"->"连接会导致编译不能识别“结构体指针->指针成员”这个指针类型，会报错的。相应的处理方法是申请一个指针指向它就行。然后 操作这个指针。
五， 对于特定临界点情况的处理要慎重，比如队列数据点为0，1，2这几个情况对于环形队列是不同的，需要额外注意。
具体的算法，上面的程序里面都有了。都经过了简单的测试，应该没什么问题。
顺道说下CODEBLOCK的debug，到现在我不太知道，怎样使用，几次加入Watch变量都没反应囧，出错了，只能一个一个自己分析。
注：这个问题后来查了相关的论坛， 原来codeblock不允许项目路径有空格和中文字符导致