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循环队列的原理



  附我的另一篇博客:C_队列的链式表示和描述

    对于队列最好的方法是使用链表实现,因为对于数组来说,队列可能会出现下面这种情况:

    

    如图所示,不可以继续添加元素,否则会造成数组越界而遭致程序出错。然而此时又不应该扩充数组,因为还有大量实际空间未被占用。

    此时我们应该如何解决这个问题呢?我们将其实现为循环队列

    何谓循环队列?首先我们要说明的是循环队列仍然是基于数组实现的。但是为了形象化的说明问题,我们如下图所示

          

    1.图中有两个指针(其实就是两个整数型变量,因为在这里有指示作用,所以这里理解为指针)front、rear,一个指示队头,一个指示队尾。

    2.rear和front互相追赶着,这个追赶过程就是队列添加和删除的过程,如果rear追到head说明队列满了,如果front追到rear说明队列为空。

  说明:

    令队列空间中的一个单元闲置,使得队列非空时,Q.rear与Q.front之间至少间隔一个空闲单。

    3.我们把它掰弯,用的是求余,这样两个值就不会跑出最大范围,并且可以实现弯曲的效果,所以说对于循环队列我们必须给定最大值MAXQSIZE。

       这其实是我们臆想的,反正我们要做的就是利用循环来解决空间浪费的问题。  

    ☆当添加一个元素时,(rear+1)%MAXQSIZE; //理解为什么求余?

    ☆当删除一个元素时,(front+1)%MAXQSIZE;//理解为什么求余?

    ☆当rear=front的时候,队列可能是满,也可能是空。

      因为存在满和空两种情况,我们需要分别判断:

        ☆:当队列添加元素到rear的下一个元素是head的时候,也就是转圈子要碰头了,我们就认为队列满了。(Q.rear+1)%MAXSIZE=Q.front

        ☆:当队列删除元素到head=rear的时候,我们认为队列空了。Q.rear==Q.front,不一定为0

  图示:

    

队列长度:Q.rear-Q.front;

队头元素:Q.base[Q.front];

队尾元素:Q.base[Q.rear-1];

2.1添加操作

   元素入队时仅修改队尾指针rear —— ++.

2.2删除操作

   元素出队列时只修改队头指针front——++.

2.3获取队列长度

2.4对节点的定义

2.5测试方法

2.6初始化队列

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