队列基础（循环队列）-编程知识

队列基础（循环队列）

1.队列的定义:

和栈相反,队列(queue)是一种先进先出(first in first out,缩写为FIFO)的线性表.它只允许在表的一端进行插入,而在另一端删除元素.

在队列中,允许插入的一端叫做队尾(rear),允许删除的一端则称为队头(front).

2.循环队列的设计图示:

3.循环队列的结构设计:

typedef struct SqQueue
{
   int *base;//指向动态内存;
   int front;//队头指针,队头元素的下标
   int rear;//队尾指针,当前可以插入数据的下标(队尾后一个元素的下标)
   //int queuesize;//队列的总容量,要做到自动扩容就必须增加这个成员;
}SqQueue,*PSqQueue;

4.循环队列的实现

//初始化
void InitQueue(PSqQueue pq)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return;

   pq->base = (int*)malloc(sizeof(int) * SIZE);
   assert(pq->base != NULL);

   pq->front = 0;
   pq->rear = 0;
}

static bool IsFull(PSqQueue pq)
{
   return (pq->rear + 1) % SIZE == pq->front;
   //return pq->rear + 1 == pq->front;//error,需要处理成环形;
}

//往队列中入数据(入队操作)
bool Push(PSqQueue pq, int val)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return false;

   if (IsFull(pq))//如果队满则入队失败
   {
       return false;
   }
   pq->base[pq->rear] = val;
   //pq->rear++;//error,必须要处理成环形;
   pq->rear = (pq->rear + 1) % SIZE;
   return true;
}
//获取队头元素的值,但是不删除
bool GetTop(PSqQueue pq, int* rtval)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return false;

   if (IsEmpty(pq))
   {
       return false;
   }
   *rtval = pq->base[pq->front];
   return true;
}
//获取队头元素的值,但是删除
bool Pop(PSqQueue pq, int* rtval)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return false;

   if (IsEmpty(pq))
   {
       return false;
   }
   *rtval = pq->base[pq->front];
   //pq->front++;//error
   pq->front = (pq->front + 1) % SIZE;

   return true;
}
//判空
bool IsEmpty(PSqQueue pq)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return false;

   return pq->front == pq->rear;
}
//获取队列中有效元素的个数
//重点,考点:公式
int GetLength(PSqQueue pq)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return -1;

   return (pq->rear - pq->front + SIZE) % SIZE;
}
//清空所有的数据
void Clear(PSqQueue pq)
{
   pq->front = 0;
   pq->rear = 0;
}
//销毁
void Destroy(PSqQueue pq)
{
   assert(pq != NULL);
   if (pq == NULL)
       return;
   free(pq->base);
   pq->base = NULL;
   pq->front = 0;
   pq->rear = 0;
}