数据结构--队列--顺序循环队列的操作实现（C语言）

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本文中涉及的完整代码及各操作测试代码均已提交至Gitee，大家可以点击链接参考。
鄙人乃是一介初学者，文中及代码中难免出错，请同志们批评指正！

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队列是个什么样的数据结构？

我们前面介绍过栈，栈乃是一个只有一个口的直筒子。那么队列，其实是一个两端开口的直筒子。
其实这里的队列就基本相当于我们生活中的队列。举例一个场景：我们最近经常要做核酸排长队，队伍从队头做完核酸退出队列，新来的人从队尾加入队列。这也是数据结构中队列的数据插入、删除的操作。我们来给队列下一个定义：

队列( queue )是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。

队列是一种先进先出(First In First Out)的线性表，简称FIFO。允许插入的一-端称为队尾，允许删除的一端称为队头。假设队列是q= ( a1, a2, … an),那么a1就是队头元素，而an是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，而插入时，列在最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一一个的优先出列， 最后来的当然排在队伍最后。

循环队列

在介绍循环队列之前，我们先来考虑最普通最容易想到的队列的实现流程。
1.入队：
我们假定有一个数组，这个数组可以放5个元素，其下标从0到4，其中下标为0的地方我们称之为队头。如果要往里面放入元素，就从队尾开始追加。队尾的位置是当前最后一个元素所在位置。如下图。

2.出队：
如果要出队列，因为只允许从队头开始删除元素，所以下标为0的元素被删除。为了能让队头不空，后面的元素需要向前移动，这和顺序表的表头删除操作一模一样，其时间复杂度为O(n)。

3.改善
上面操作因为需要把元素整体移动，如果元素较多，这种移动无疑会耗费大量的时间，影响性能。那能不能不移动元素，而是移动队头呢？当下表为0的元素删除后，队头从下标为0的位置移动到下标为1的位置。这样使得队列的性能大大提高。因为其时间复杂度变为O(1)了。

4.问题
为了表示队头、队尾的位置，我们在程序中设定两个变量：front、rear。规定front指向队头元素的位置；rear指向队尾元素的下一个位置。

如上图中左图，当队列为空时，front和rear指向同一个位置，那么在编程时，当front==rear时，我们可以判定队列为空队列。向空队列中继续放入元素，直到rear指向数组最后一个空位。
此时我们进行出队操作，但是只移动队头，即front的位置，当我们删除两个元素后，front指向了下标为2的位置，如下图左图：

但是，如果我们继续向队列中放入元素，那么依旧是从队尾进行插入，然而，当我们放入一个元素后，队尾指针rear竟然指向了数组之外，这就造成了数组越界的问题。可能你会想，既然如此，我们就规定rear的位置指向下标为4的位置的时候判定队列为满，不允许继续插入就好了。但是，rear指针告诉我们队列已满，实际上我们队列的前面两个地方还空着呢，队列并没有满，这不是造成了很大的空间浪费吗？实际上，这种情况被称为“假溢出”。那么为了解决这样的问题，需要同时考虑到时间复杂度和数组越界，该如何解决呢？

5.问题的解决：循环队列
那么解决上面的问题，我们可以这样想：既然后面满了，而前面还空着，为什么不让新增的元素从头开始存储呢？这样，整个本来是直筒子的队列形成了一个头尾相接的圆环。我们把队列的这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列。

入上图，当想要放入a5 元素时，我们将其放入到队列中的最后一个空位中，但是队尾指针指向了最最开始的队头，也就是下标为0的位置。这样数组访问有址可循，不会出现数组越界访问的问题。接下来，我们