一、队列
队列是一种“先进先出”操作受限的线性表结构。它只允许从队尾插入，也叫入队；只允许从队首删除，也叫出队。
二、队列分类
链式队列 —— 用链表实现的队列
顺序队列 —— 用数组实现的队列。数组可为静态数组或动态数组，顺序队列通常必须为循环队列。
注意：
循环队列是解决顺序队列内存空间利用率最大化的一种解决方案。
三、队列数据类型定义
//队列数据类型定义
#define QUEUE_ZISE 6//队列长度
typedef struct TypeQueue
{
int qFront;//队首
int qRear;//队尾
int *pBasic;//数据
}tQUEUE, *pQUEUE;
//tQUEUE 等效于 struct TypeQueue
//pQUEUE 等效于 struct TypeQueue *
四、队列初始化
队首和队尾相等且为零。
队列初始化
//初始化队列
int * pInitQueue(pQUEUE queue)
{
queue->pBasic = (int *)malloc(sizeof(int)* QUEUE_ZISE);//为队列动态申请内存
if (queue->pBasic == NULL)
{
printf("队列申请内存失败，程序终止......\r\n");
while (1);
}
//初始化队首/队尾
queue->qFront = 0;
queue->qRear = 0;
printf("动态队列初始化成功......\r\n");
printf("数据基地址: 0x%08X\r\n", queue->pBasic);
printf("队列长度 : %d\r\n", (QUEUE_ZISE - 1));
printf("队首: %d 队尾: %d\r\n", queue->qFront, queue->qRear);
return queue->pBasic;
}
五、判断队列是否为空
若队首和队尾相等，则表示队列为空。当队列为空时出队无效。
队列为空.png
//队列是否为空
bool bIsEmptyQueue(pQUEUE queue)
{
//队首等于队尾则队列为空
if (queue->qFront == queue->qRear)
return true;
else
return false;
}
六、判断队列是否已满
若队尾下一个数据为队首数据，则说明队列已满，当队列已满时入队无效。
注意：
队列真正使用长度为队列长度减一，这使得顺序队列内存空间利用率最大化。
如下图所示：
队列已满
//队列是否已满
bool bIsFullQueue(pQUEUE queue)
{
//队尾下个数据为队首则队列已满
if (((queue->qRear + 1) % QUEUE_ZISE) == queue->qFront)
return true;
else
return false;
}
七、数据入队
将数据存入对队尾代表的存储空间，然后队尾指向下个存储空间。
注意:
1.只允许从队尾入队(队列未满)。
2.循环队列计算下个入队存储空间为：(队尾 + 1 ) % 队列长度
如下图所示：
数据入队
//入队
void vEnterQueue(pQUEUE queue, int vale)
{
if (bIsFullQueue(queue))
{
printf("队列已满，入队失败......\r\n");
return;
}
queue->pBasic[queue->qRear] = vale;//入队值
queue->qRear = (queue->qRear + 1) % QUEUE_ZISE;//队尾移至下个入队位置
printf("入队成功！入队值为:%d 队首:%d 队尾:%d\r\n", vale, queue->qFront, queue->qRear);
}
八、数据出队
将队首代表的存储空间数据输出，然后队首指向下一个存储空间。
注意:
1.只允许从队首出队(队列非空)。
2.循环队列计算下个出队存储空间为：(队出 + 1 ) % 队列长度
如下图所示：
数据出队
//出队
int iOutQueue(pQUEUE queue)
{
int oValue = 0;
if (bIsEmptyQueue(queue))
{
printf("队列为空！出队失败......\r\n");
return oValue;
}
oValue = queue->pBasic[queue->qFront];//出队值
queue->qFront = (queue->qFront + 1) % QUEUE_ZISE;//队首移至下个出队位置
printf("出队成功！出队值为:%d 队首:%d 队尾:%d\r\n", oValue, queue->qFront, queue->qRear);
return oValue;
}
九、遍历队列数据
输出显示队列中所有数据。从队首开始直到队尾结束的所有数据。
//遍历队列
void vTraverseQueue(pQUEUE queue)
{
int iBasic = 0;
if (bIsEmptyQueue(queue))
{
printf("队列为空！遍历失败......\r\n");
return;
}
printf("队列数据: ");
iBasic = queue->qFront;//队首
while (iBasic != queue->qRear)//直到队尾
{
printf("%d ", queue->pBasic[iBasic]);//队列值
iBasic = (iBasic + 1) % QUEUE_ZISE;//下个数据位置
}
printf("\r\n");
}
十、获取队列使用空间
从队首到队尾的所有数据个数为队列使用空间数。
//队列使用空间
int iCountQueue(pQUEUE queue)
{
int iBasic = 0;
int len = 0;
if (bIsEmptyQueue(queue))
printf("队列为空......");
if (bIsFullQueue(queue))
printf("队列已满......");
iBasic = queue->qFront;//队首
while (iBasic != queue->qRear)//直到队尾
{
len++;//使用空间加一
iBasic = (iBasic + 1) % QUEUE_ZISE;//下个数据位置
}
printf("队列使用空间为: %d\r\n", len);
return len;
}
十一、获取队列剩余空间
队列长度减一，再减去队列使用空间数，就等于列剩余空间 。即：
队列剩余空间 = 队列长度 - 1 - 队列使用空间
//队列剩余空间
int iResidueQueue(pQUEUE queue)
{
int iBasic = 0;
int len = 0;
if (bIsEmptyQueue(queue))
printf("队列为空......");
if (bIsFullQueue(queue))
printf("队列已满......");
iBasic = queue->qFront;//队首
while (iBasic != queue->qRear)//直到队尾
{
len++;//使用空间加一
iBasic = (iBasic + 1) % QUEUE_ZISE;//下个数据位置
}
len = QUEUE_ZISE - 1 - len;//剩余空间
printf("队列剩余空间为: %d\r\n", len);
return len;
}
十二、代码验证演示
void main(void)
{
tQUEUE queue;
queue.pBasic = pInitQueue(&queue);//初始化队列
printf("\r\n");
vEnterQueue(&queue, 20);//入队
vEnterQueue(&queue, 30);
vEnterQueue(&queue, 40);
vEnterQueue(&queue, 50);
vEnterQueue(&queue, 60);
iCountQueue(&queue);//队列使用空间
iResidueQueue(&queue);//队列剩余空间
vTraverseQueue(&queue);//遍历队列
printf("\r\n");
iOutQueue(&queue);//出队
iOutQueue(&queue);
iOutQueue(&queue);
iCountQueue(&queue);//队列使用空间
iResidueQueue(&queue);//队列剩余空间
vTraverseQueue(&queue);//遍历队列
printf("\r\n");
while (1);
}
十三、运行结果
动态队列初始化成功......
数据基地址: 0x00B3ADD8
队列长度 : 5
队首: 0 队尾: 0
入队成功！入队值为:20 队首:0 队尾:1
入队成功！入队值为:30 队首:0 队尾:2
入队成功！入队值为:40 队首:0 队尾:3
入队成功！入队值为:50 队首:0 队尾:4
入队成功！入队值为:60 队首:0 队尾:5
队列已满......队列使用空间为: 5
队列已满......队列剩余空间为: 0
队列数据: 20 30 40 50 60
出队成功！出队值为:20 队首:1 队尾:5
出队成功！出队值为:30 队首:2 队尾:5
出队成功！出队值为:40 队首:3 队尾:5
队列使用空间为: 2
队列剩余空间为: 3
队列数据: 50 60
运行结果1
运行结果2
运行结果3
运行结果4
运行结果5