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服务器之家 - 编程语言 - C/C++ - 详解数据结构C语言实现之循环队列

详解数据结构C语言实现之循环队列

2021-04-12 09:56daisy C/C++

在我们生活中有很多队列的影子,可以说与时间相关的问题,一般都会涉及到队列问题;本文详细介绍了如何使用C语言实现循环队列,下面一起来看看。

本文讲的是循环队列,首先我们必须明白下面几个问题

循环队列的基础知识

1.循环队列需要几个参数来确定

循环队列需要2个参数,front和rear

2.循环队列各个参数的含义

(1)队列初始化时,front和rear值都为零;

(2)当队列不为空时,front指向队列的第一个元素,rear指向队列最后一个元素的下一个位置;

(3)当队列为空时,front与rear的值相等,但不一定为零;

3.循环队列入队的伪算法

(1)把值存在rear所在的位置;

(2)rear=(rear+1)%maxsize ,其中maxsize代表数组的长度;

程序代码:

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bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)
{
  if(FullQueue(Q))
    return false;
  else
  {
    Q->pBase[Q->rear]=val;
    Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
    return true;
  }
}

4.循环队列出队的伪算法

(1)先保存出队的值;

(2)front=(front+1)%maxsize ,其中maxsize代表数组的长度;

程序代码:

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bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)
{
  if(EmptyQueue(Q))
  {
    return false;
  }
  else
  {
    *val=Q->pBase[Q->front];
    Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
    return true;
  }
}

5.如何判断循环队列是否为空

if(front==rear)

队列空;

else

  队列不空;

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bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
{
  if(Q->front==Q->rear)  //判断是否为空
    return true;
  else
    return false;
}

6.如何判断循环队列是否为满

详解数据结构C语言实现之循环队列

 这个问题比较复杂,假设数组的存数空间为7,此时已经存放1,a,5,7,22,90六个元素了,如果在往数组中添加一个元素,则rear=front;此时,队列满与队列空的判断条件front=rear相同,这样的话我们就不能判断队列到底是空还是满了;

解决这个问题有两个办法:

一是增加一个参数,用来记录数组中当前元素的个数;

第二个办法是,少用一个存储空间,也就是数组的最后一个存数空间不用,当(rear+1)%maxsiz=front时,队列满;

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bool FullQueue(PQUEUE Q)
{
  if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize)  //判断循环链表是否满,留一个预留空间不用
    return true;
  else
    return false;
}

附录:

queue.h文件代码:

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#ifndef __QUEUE_H_
#define __QUEUE_H_
typedef struct queue 
{
  int *pBase;
  int front;  //指向队列第一个元素
  int rear;  //指向队列最后一个元素的下一个元素
  int maxsize; //循环队列的最大存储空间
}QUEUE,*PQUEUE;
 
void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize);
void TraverseQueue(PQUEUE Q);
bool FullQueue(PQUEUE Q);
bool EmptyQueue(PQUEUE Q);
bool Enqueue(PQUEUE Q, int val);
bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val);
#endif

queue.c文件代码:

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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"malloc.h"
#include"queue.h"
/***********************************************
Function: Create a empty stack;
************************************************/
void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize)
{
  Q->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*maxsize);
  if(NULL==Q->pBase)
  {
    printf("Memory allocation failure");
    exit(-1);    //退出程序
  }
  Q->front=0;     //初始化参数
  Q->rear=0;
  Q->maxsize=maxsize;
}
/***********************************************
Function: Print the stack element;
************************************************/
void TraverseQueue(PQUEUE Q)
{
  int i=Q->front;
  printf("队中的元素是:\n");
  while(i%Q->maxsize!=Q->rear)
  {
    printf("%d ",Q->pBase[i]);
    i++;
  }
  printf("\n");
}
bool FullQueue(PQUEUE Q)
{
  if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize)  //判断循环链表是否满,留一个预留空间不用
    return true;
  else
    return false;
}
bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
{
  if(Q->front==Q->rear)  //判断是否为空
    return true;
  else
    return false;
}
bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)
{
  if(FullQueue(Q))
    return false;
  else
  {
    Q->pBase[Q->rear]=val;
    Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
    return true;
  }
}
 
bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)
{
  if(EmptyQueue(Q))
  {
    return false;
  }
  else
  {
    *val=Q->pBase[Q->front];
    Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
    return true;
  }
}

以上就是C语言实现循环队列的全部内容,对于学习数据结构与算法的研究有所帮助,有需要的朋友可以参考下。

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