循环队列（c语言）

        前几天，在力扣做了一个很有意思的编程题（力扣链接），今天我就将它分享给大家，并向大家讲解其中一个解题思路，希望能够有点帮助。

        题目要求

 循环队列相比普通队列，有一个难点：判满和判空。

front为队首，back为队尾。如上图(队列为空），front == baack;

 插入一个元素之后，back++，为满时，back就又会等于front，以此就没法判断了。

于是接下来，有两种解决方法：

1.加上一个变量size, size==数组长度时为满，size==0时为空。

2.开头创建的数组长度为k+1,能有效存储的数据个数为k,当back+1==front时为满，back==front为       空。

那么，接下来就使用第二种方法（如果使用链表实现循环队列的话建议使用第一种）

一.基本结构体

typedef struct {
    int* arr;//数组实现
    int front;//队首
    int back;//队尾
    int n;//数组长度
} MyCircularQueue;

二.构造器

//构造器
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->arr = (int*)malloc(sizeof(int) * (k + 1));
    //初始化
    obj->front = obj->back = 0;
    obj->n = k + 1;//上文提到的数组长度为K+1，储存的数据个数为K

    return obj;
}

三.检查队列是否为空

//检查循环队列是否为空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front == obj->back;
}

 四.检查循环队列是否已满

//检查循环队列是否已满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->back + 1) % (obj->n) == obj->front;
}

 注意，这里（back+1）% n是控制back如果到达空间尾时，back回到0位置.(如图，此时back==4,back+1==5就会越界，当（back+1）%n就等于0，（n==K+1==5) , 会回到0位置，实现循环).

 五.向循环队列插入一个元素

//向循环队列插入一个元素
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if (myCircularQueueIsFull(obj))
    {
        return false;
    }
    obj->arr[obj->back] = value;
    obj->back++;
    //控制如果到达空间尾时，back回到0位置
    obj->back %= obj->n;
    return true;
}

 六.从循环队列中删除一个元素

//从循环队列中删除一个元素
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return false;
    }
    obj->front++;
    //控制如果到达空间尾时，front回到0位置
    obj->front %= obj->n;

    return true;
}

七.从队首获取元素

//从队首获取元素
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    return obj->arr[obj->front];
}

八.获取队尾元素

//获取队尾元素
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    return obj->arr[(obj->back - 1 + obj->n) % obj->n];
}

此时就又出现了一个坑，不少人会粗心，直接return  obj->arr[obj->back-1];

因为我们并没有考虑到back==0的情况。

当然，如果直接加一个判断obj->back==0时，return  obj->arr[obj->n-1];也是一种方法。

而一种更取巧的方法就是(back-1+n)%n.

代入0来看，（0-1+5）% 5 == 4.     （k=4,n=k+1)     没问题

代入3来看，（3-1+5） %5 == 2        没问题

...............

九.销毁

//销毁
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->arr);
    free(obj);
}

以上就是全部内容了，欢迎大家斧正哦。

源码：

typedef struct {
    int* arr;//数组实现
    int front;//队首
    int back;//队尾
    int n;//数组长度
} MyCircularQueue;

//构造器
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->arr = (int*)malloc(sizeof(int) * (k + 1));
    //初始化
    obj->front = obj->back = 0;
    obj->n = k + 1;

    return obj;
}

//检查循环队列是否为空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front == obj->back;
}
//检查循环队列是否已满
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->back + 1) % (obj->n) == obj->front;
}

//向循环队列插入一个元素
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if (myCircularQueueIsFull(obj))
    {
        return false;
    }
    obj->arr[obj->back] = value;
    obj->back++;
    //控制如果到达空间尾时，back回到0位置
    obj->back %= obj->n;
    return true;
}

//从循环队列中删除一个元素
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return false;
    }
    obj->front++;
    //控制如果到达空间尾时，front回到0位置
    obj->front %= obj->n;

    return true;
}

//从队首获取元素
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    return obj->arr[obj->front];
}

//获取队尾元素
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    return obj->arr[(obj->back - 1 + obj->n) % obj->n];
}

//销毁
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->arr);
    free(obj);
}