循环队列的基本操作及C语言代码实现

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1. 循环队列的初始化

我们初始化相比链表而言更为简单了，核心就在于申请空间以及将front指针和rear指针内容赋值为0，即指向第0个元素即可（注意第 0个元素内容为空）。

循环队列初始状态

其代码可以表示为：

//初始化
cir_queue *init(){
    cir_queue *q = (cir_queue*)malloc(sizeof(cir_queue));
    if(q==NULL){
        exit(0);   //申请内存失败，退出程序
    }
    q->front=0;
    q->rear=0;
    return q;
}

2. 循环队列入队操作

入队操作同顺序队列的方法，直接将rear向后移动即可，但是要注意判断，如果rear达到了队列的空间上线，将要从头继续开始移动，这里推荐使用余数法，即无论如何求余都是在这片空间内进行操作，防止一次错误执行就直接整体崩溃，而且也相对而言更为简洁，不推荐使用if语句，这样显得比较累赘。

循环队列入队操作

注意进行加一移动位置操作的时候，不能直接q->rear++这样的操作，这样计算机判断优先级会产生让自己意想不到的后果，此外这里还需要进行一次是否队列已满的判断，当我们rear指针的下一个位置就是front的位置的时候，即改循环队列已满。

如图：

循环队列队满状态

其代码可以表示为：

//入队操作push
void push(cir_queue *q,int data){
    if((q->rear+1)%maxsize==q->front){
        printf("溢出，无法入队\n");
        return;
    }else{
        q->rear=(q->rear+1)%maxsize;
        q->data[q->rear]=data;
    }
}

3. 循环队列出队操作

如果顺序队列的出队操作，直接将front进行后移一位即可，注意这时候有一个需要留意的地方，即队列是否为空，当队列为空的时候是无法进行出队操作的。

循环队列出队操作

其代码可以表示为：

//出队操作pop
void pop(cir_queue *q){
    if(q->rear==q->front){
        printf("队列为空，无法出队\n");
        return;
    }else{
        q->data[q->front]=0;
        q->front=(q->front+1)%maxsize;
    }
}

4. 循环队列遍历操作

遍历操作需要借助一个临时变量储存位置front的位置信息，利用i逐步向后移动，直到i到达了rear的位置即可宣告遍历的结束。

//遍历队列
void print(cir_queue *q){
    int i=q->front;
    while(i!=q->rear){
        i=(i+1)%maxsize;
        printf("%d\t",q->data[i]);   
    }
    printf("\n");       //记得换行
}

5. 本题代码代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<cstring>
#define maxsize 10      //表示循环队列的最大容量

//循环队列的结构设计
typedef struct cir_queue{
    int data[maxsize];
    int rear;
    int front;
}cir_queue;

//初始化
cir_queue *init(){
    cir_queue *q = (cir_queue*)malloc(sizeof(cir_queue));
    if(q==NULL){
        exit(0);    //申请内存失败，退出程序
    }
    memset(q->data,0,sizeof(q->data));
    q->front=0;
    q->rear=0;
    return q;
}

//入队操作push
void push(cir_queue *q,int data){
    if((q->rear+1)%maxsize==q->front){
        printf("溢出，无法入队\n");
        return;
    }else{
        q->rear=(q->rear+1)%maxsize;
        q->data[q->rear]=data;
    }
}

//出队操作pop
void pop(cir_queue *q){
    if(q->rear==q->front){
        printf("队列为空，无法出队\n");
        return;
    }else{
        q->data[q->front]=0;
        q->front=(q->front+1)%maxsize;
    }
}

//遍历队列
void print(cir_queue *q){
    int i=q->front;
    while(i!=q->rear){
        i=(i+1)%maxsize;
        printf("%d\t",q->data[i]);   
    }
    printf("\n");       //记得换行
}

int main(){
    cir_queue *q = init();
    ////////////入队操作///////////////
    printf("入队操作\n");
    for(int i=1;i<=6;i++){
        push(q,i);
    }
    print(q);
    ////////////出队操作///////////////
    printf("出队操作\n");
    for(int i=1;i<=3;i++){
        pop(q);
        print(q);
    }
    return 0;
}