手把手教你实现一个循环队列（C语言）

这是一道leetcode关于队列的经典题：

622. 设计循环队列https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue/

思路： 

 大家注意这个题目要求，这个队列是定长的，如果满了则不能再添加数据。那么我们设计一个队头front和队尾rear，每次添加数据rear向后走，这时就有一个问题，怎么区分空和满呢？当最后一个数据入队列之后，由于这是个循环队列，rear会回到front这个位置。那么比较好的一种方法就是多开一个空间，满的条件是rear+1==front。

 

实现：

循环队列的定义：

typedef struct {
    int K;
    int* a;
    int front;
    int rear;
} MyCircularQueue;

循环队列的创建：

为队列和数组创建空间，需要注意的是数组a的空间是K+1个，要多开一个.

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    //多开辟一个空间，用以区分空和满
    obj->K=k;
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(obj->K+1));
    obj->front=0;
    obj->rear=0;
    return obj;
}

判断队列是否为空：

如果front==rear则为空。

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front==obj->rear;
}

判断队列是否为满：

如果rear+1==front则为满，或者说(rear+1)%(k+1）==front。

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->K+1)==obj->front;
}

 数据入队列：

先判断队列是否满了，满了则返回false。如果不满则在rear这个位置上添加数据，再把rear++，再将rear=rear%（k+1）。

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;

    obj->rear=(obj->rear)%(obj->K+1);
    return true;
}

数据出队列：

判断一下队列是否为空，空则返回false。出队列直接将front++即可，再将front=front%（k+）。

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    obj->front++;
    obj->front=(obj->front)%(obj->K+1);
    return true;
}

取队列头部数据：

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[obj->front];
}

取队列尾部数据：

这里需要注意，尾部数据的位置是在rear-1这个位置，所以rear-1+k+1就是rear+k.

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[(obj->rear+obj->K)%(obj->K+1)];
}

销毁队列：

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

完整代码：

typedef struct {
    int K;
    int* a;
    int front;
    int rear;
} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    //多开辟一个空间，用以区分空和满
    obj->K=k;
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(obj->K+1));
    obj->front=0;
    obj->rear=0;
    return obj;
}

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front==obj->rear;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->K+1)==obj->front;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;

    obj->rear=(obj->rear)%(obj->K+1);
    return true;
}

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    obj->front++;
    obj->front=(obj->front)%(obj->K+1);
    return true;
}

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[obj->front];
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[(obj->rear+obj->K)%(obj->K+1)];
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

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这次的分享到这里就结束了，感谢大家的阅读！