生活中有很多队列的影子,比如打饭排队,买火车票排队问题等,可以说与时间相关的问题,一般都会涉及到队列问题;从生活中,可以抽象出队列的概念,队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。队列分为链式队列和静态队列;静态队列一般用数组来实现,但此时的队列必须是循环队列,否则会造成巨大的内存浪费;链式队列是用链表来实现队列的。这里讲的是循环队列,首先我们必须明白下面几个问题。
一、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:
if(IsFullQueue(Q))
return 0;
else
{
Q->pBase[Q->rear]=val;
Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
}
return 1;
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:
if(IsEmptyQueue(Q))
{
return 0;
}
else
{
*val=Q->pBase[Q->front];
Q->pBase[Q->front]=0;
Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
}
return 1;
5.如何判断循环队列是否为空
if(front==rear)
队列空;
else
队列不空
程序代码:
if(Q->front==Q->rear) //判断是否为空
return 1;
else
return 0;
6.如何判断循环队列是否为满
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。
程序代码:
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 1;
else
return 0;
附录:
queue.h文件代码:
#ifndef _QUEUE_SELF_H_
#define _QUEUE_SELF_H_
#include <stdint.h>
typedef struct queue
{
uint16_t *pBase;
int16_t front; //指向队列第一个元素下标
int16_t rear; //指向队列最后一个元素的下一个元素的下标
int16_t maxsize; //循环队列的最大存储空间
}QUEUE,*PQUEUE;
uint8_t CreateQueue(PQUEUE Q,int16_t maxsize);
uint8_t IsFullQueue(PQUEUE Q);
uint8_t IsEmptyQueue(PQUEUE Q);
uint8_t SendtoBackQueue(PQUEUE Q, uint16_t val);
uint8_t ReceivefromFrontQueue(PQUEUE Q, uint16_t *val);
#endif /* _QUEUE_SELF_H_ */
queue.c文件代码:
#include"queue_self.h"
#include "stdlib.h"
uint8_t CreateQueue(PQUEUE Q,int16_t maxsize)
{
Q->pBase=(uint16_t *)malloc(sizeof(uint16_t)*maxsize);
if(NULL==Q->pBase)
exit(-1); //退出程序
Q->front=0; //初始化参数
Q->rear=0;
Q->maxsize=maxsize;
return 1;
}
uint8_t IsFullQueue(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 1;
else
return 0;
}
uint8_t IsEmptyQueue(PQUEUE Q)
{
if(Q->front==Q->rear) //判断是否为空
return 1;
else
return 0;
}
uint8_t SendtoBackQueue(PQUEUE Q, uint16_t val)
{
if(IsFullQueue(Q))
return 0;
else
{
Q->pBase[Q->rear]=val;
Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
}
return 1;
}
uint8_t ReceivefromFrontQueue(PQUEUE Q, uint16_t *val)
{
if(IsEmptyQueue(Q))
{
return 0;
}
else
{
*val=Q->pBase[Q->front];
Q->pBase[Q->front]=0;
Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
}
return 1;
}