循环队列的具体分析

为充分利用向量空间,克服"假上溢"现象的方法是:将向量空间想象为一个首尾相接的圆环,并称这种向量为循环向量。存储在其中的队列称为循环队列(Circular Queue)。
       

(1) 循环队列的基本操作
     循环队列中进行出队、入队操作时,头尾指针仍要加1,朝前移动。只不过当头尾指针指向向量上界(QueueSize-1)时,其加1操作的结果是指向向量的下界0。这种循环意义下的加1操作可以描述为:
① 方法一:
    if(i+1==QueueSize) //i表示front或rear
        i=0;
    else
        i++;

② 方法二--利用"模运算"
    i=(i+1)%QueueSize;

(2) 循环队列边界条件处理
     循环队列中,由于入队时尾指针向前追赶头指针;出队时头指针向前追赶尾指针,造成队空和队满时头尾指针均相等。因此,无法通过条件front==rear来判别队列是"空"还是"满"。 【 参见动画演示
     解决这个问题的方法至少有三种:
  ① 另设一布尔变量以区别队列的空和满;
  ② 少用一个元素的空间。约定入队前,测试尾指针在循环意义下加1后是否等于头指针,若相等则认为队满(注意:rear所指的单元始终为空);
  ③使用一个计数器记录队列中元素的总数(即队列长度)。

(3) 循环队列的类型定义

     #define Queur Size 100   //应根据具体情况定义该值
     typedef char Queue DataType;  //DataType的类型依赖于具体的应用
     typedef Sturet{               //头指针,队非空时指向队头元素
           int front;              //尾指针,队非空时指向队尾元素的下一位置
           int rear;               //计数器,记录队中元素总数
           DataType data[QueueSize]
     }CirQueue;

(4) 循环队列的基本运算
  用第三种方法,循环队列的六种基本运算:
   ① 置队空
      void InitQueue(CirQueue *Q)
      {
              Q->front=Q->rear=0;
              Q->count=0;     //计数器置0
       }

   ② 判队空
       int QueueEmpty(CirQueue *Q)
       {
            return Q->count==0;  //队列无元素为空
        }
   ③ 判队满
int QueueFull(CirQueue *Q)
        {
            return Q->count==QueueSize;  //队中元素个数等于QueueSize时队满
         }
   ④ 入队
void EnQueue(CirQueuq *Q,DataType x)
         {
            if(QueueFull((Q))                   
                   Error("Queue overflow");     //队满上溢
            Q->count ++;                        //队列元素个数加1
            Q->data[Q->rear]=x;                 //新元素插入队尾
            Q->rear=(Q->rear+1)%QueueSize;      //循环意义下将尾指针加1
   ⑤ 出队
DataType DeQueue(CirQueue *Q)
          {
              DataType temp;
              if(QueueEmpty((Q))
                   Error("Queue underflow");     //队空下溢
              temp=Q->data[Q->front];
              Q->count--;                        //队列元素个数减1
              Q->front=(Q->front+1)&QueueSize;   //循环意义下的头指针加1
              return temp; 
           }
              
   ⑥取队头元素
DataType QueueFront(CirQueue *Q)
            {
                if(QueueEmpty(Q))
                    Error("Queue if empty.");
                return Q->data[Q->front];

            }


参考来自链接http://student.zjzk.cn/course_ware/data_structure/web/zhanhuoduilie/zhanhuoduilie3.2.2.2.htm

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