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  • 判空判满
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    2020-08-19 07:33:25

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    顺序存储结构的循环队列

    假设循环队列的队尾指针是rear,队头是front,其中QueueSize为循环队列的最大长度。
    (1) 入队时队尾指针前进1:(rear+1)%QueueSize
    (2) 出队时队头指针前进1:(front+1)%QueueSize
    (3) 队列长度:(rear-front+QueueSize)%QueueSize

    现有一循环队列,其队头指针为front,队尾指针为rear;循环队列长度为N。其队内有效长度为?(假设队头不存放数据)
    答案:(rear-front+N)%N
    (4) 队空和队满的条件
    为了区分队空还是堆满的情况,有多种处理方式:
    方式1: 牺牲一个单元来区分队空和队满,入队时少用一个队列单元,即约定以"队头指针在队尾指针的下一位置作为队满的标志"。
    ``队满条件为:(rear+1)%QueueSize==front

    队空条件为:front==rear

    队列长度为:(rear-front++QueueSize)%QueueSize
    ``

    方式2: 增设表示队列元素个数的数据成员size,此时,队空和队满时都有front==rear。
    ``队满条件为:size==QueueSize

    队空条件为:size==0
    ``

    方式3: 增设tag数据成员以区分队满还是队空
    ``tag表示0的情况下,若因删除导致front==rear,则队空;

    tag等于1的情况,若因插入导致front==rear则队满
    ``

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    用C语言定义循环队列,分别用函数实现下列功能:
    {

    1. 初始化队列;
    2. 进队运算:实现元素的进队运算;
    3. 出队运算:实现元素的出队运算;
    4. 队列的判空判满运算:判断一个队列是空还是满;

    }

    正在学c语言数据结构的同学最好不要照搬,通过注释自己摸索写出属于自己的代码才是最重要的。

    话不多说,直接上代码:

    #include<stdio.h>
    #define MAXSIZE 6//定义循环队列的最大长度
    
    //定义结构体
    typedef struct {//将结构体改名为queue
    	int data[MAXSIZE];
    	int front;//定义头指针
    	int rear;//定义尾指针
    	int num;//记录队列内含的数据数量
    }queue;
    
    //初始化队列
    void initqueue(queue *q) {
    	q->front = q->rear = q->num = 0;//初始化让队列的前后指针都指向0
    }
    
    //判断队列是否为空
    int judgeempty(queue *q) {
    	if (q->front == q->rear)//若前后指针都指向同一个节点,则判断其为空
    		return 1;
    	else
    		return 0;
    }
    
    //判断队列是否已满
    int judgefull(queue *q) {
    	if ((q->rear + 1) % MAXSIZE == q->front)//若尾指针+1取余后仍等于头指针,则判断该队列已满
    		return 1;
    	else
    		return 0;
    }
    
    //进队运算
    int inputqueue(queue *q,int data) {
    	if (judgefull(q)) {
    		printf("队列已满,请使用出队运算后重试!");
    		return 0;
    	}
    	q->data[q->rear] = data;//将进队的数据赋值给尾指针所指向的位置,之后让后指针后移一位
    	q->rear = (q->rear + 1) % MAXSIZE;//这样运算可以达到0-5的数字循环
    	++q->num;
    	return 1;
    }
    
    //出队运算
    int outputqueue(queue *q){
    	if (judgeempty(q)) {
    		printf("队列为空,请使用入队运算后重试!\n");
    		return 0;
    	}
    	q->front = (q->front + 1) % MAXSIZE;
    	--q->num;
    	return q->data[q->front-1];
    }
    
    //输出全部队列元素
    int outputall(queue *q) {
    	int i;
    	if (judgeempty(q)) {
    		printf("当前队列为空,请先使用入队运算后重试!\n");
    		return 0;
    	}
    	printf("当前队列内数据为:\n队头-》");
    	for (i = 0; i < q->num; i++)
    		printf("[%d]", q->data[q->front+i]);
    	printf("《-队尾\n\n队列长度为:%d\n\n",q->num);
    }
    /********************主测试程序********************/
    int main()
    {
    	int num, data, i;
    	queue q;//初始化队列
    	initqueue(&q);
    	while (1)
    {
    	printf("\t提示:系统已自动初始化队列\n\n");
    	printf("\t\t1.进队运算\n\n");
    	printf("\t\t2.出队运算\n\n");
    	printf("\t\t3.输出队列中全部数据\n\n");
    	printf("\t\t4.退出程序\n\n");
    A:	printf("*********************\n请选择功能项,并按回车执行:");
    	scanf("%d", &num);
    	switch (num)
    	{
    	case 1:	//进队运算
    	{
    		printf("请输入要进队的数据个数(最大值为5):\n");
    		scanf("%d", &num);
    		printf("请输入要进队的数据(中间用空格分开):");
    		while (num) {
    			scanf("%d", &data);
    			inputqueue(&q, data);
    			num--;
    		}
    		printf("入队操作成功!\n");
    		outputall(&q);
    		goto A;
    	}
    	case 2://出队运算
    	{
    		if (data=outputqueue(&q))
    			printf("数据[%d]出队成功!\n",data);
    		outputall(&q);
    		goto A;
    	}
    	case 3://输出队列中全部数据
    	{
    		outputall(&q);
    		goto A;
    	}
    	case 4://退出程序
    	{
    		system("cls");
    		printf("******************>>>>退出成功!");
    		return;
    	}
    	}
    }
    }
    
    
    展开全文
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    循环队列介绍

    这里介绍的时队列的顺序存储结构(队首指针指向队头元素,队尾指针指向队尾元素的下一个位置):

    • 初始时:Q.front = Q.rear = 0;
    • 队首指针进1:Q.front = (Q.front+1)%maxSize;
    • 队尾指针进1:Q.rear = (Q.rear +1)%maxSize;
    • 队列长度: (Q.rear +maxSize-Q.front)%maxSize;
    • 出队入队时:指针都按顺时针方向进 1
      显然,队空的条件是:Q.front = Q.rear。但是,如果入队的速度快于出队的速度,队尾指针很快就赶上队首指针,此时,也有:Q.front = Q.rear。为了区分队空还是队满,有多种方式可以处理,这里介绍一种较为普遍的做法,即牺牲一个单元来区分队空和队满,入队时少用一个队列单元。约定:队尾指针在队首指针的上一个位置时,作为队满标志(这里也可以说:队首指针在队尾指针的下一位置时,作为队满的标志)

    约定的原因

    队空和队满时,都有Q.front = Q.rear,但两者发生的过程时不同的:

    1. 队空,是因为通过多次出队的操作,那么队首指针必然是通过顺时针 旋转,最后达到队尾指针,也就是说队首指针会先达到队尾指针减一的位置,然后再到达队尾指针的位置;
    2. 队满,是因为通过多次入队的操作,那么队尾指针也是通过顺时针旋 转,最后达到队首指针,也就是说,队尾指针会先到达队首指针减一的位置,然后再到达队首指针的位置。

    在这里插入图片描述
    注:以上内容参考了王道考研的数据结构。

    展开全文
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      在循环队列中,Q.front表示对头,Q.rear表示队尾。因为队列大小是有限的,所以在队列指针移动的时候,会出现到头的情况,这时候需要指针回到起点。

    所以入队时Q.rear=Q.rear+1%Maxsize,出队时,Q.front=Q.front+1%Maxsize.而如果一个队列是如下这种结构

     

    • 在这种结构下,当出现队列满和队列空的情况,这两种情况是一样的,Q.rear=Q.front.为空,一直移除,Q.front一直与rear接近在这种结构下,当出现队列满和队列空的情况,这两种情况是一样的,Q.rear=Q.front.为空,一直移除,Q.front一直与rear接近,入队时,一直增大rear,直到等于front。在这种情况下,是无法判断谁是空,谁是满,所以有了另外的一些小处理。

    • 在这两种结构下都是队列满,但是第二种是Q.rear指向空,下一位是Q.front才代表队列满。所以牺牲了一个空间,而这种情况下,Q.rear=Q.front代表队列空,也就区分开了,还可以把Q.front指向空下一位是第一个元素,这样的话,就会出现Q.front下一位是Q.rear代表空,而Q.rear=Q.front代表队列满,这与刚刚的方式是相反的。

    转载于:https://www.cnblogs.com/cold-windy/p/10884685.html

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