循环队列

循环队列
定义
概念

为了解决顺序队列“假溢出”的缺陷，所以引入了循环队列。

    关于顺序队列请参考：顺序队列。

循环队列就是将顺序队列臆造成一个环状的空间（实际上不是，只是把它看成是环状的），即把存储队列元素的顺序表从逻辑上视为一个环。当队头指针 queue.front==MAXSIZE-1 时（即到数组的最后一个位置了），再前进一个位置就自动到 0，这可以利用除法取余运算（%）来实现。

 

 

通常采用数组来实现，当然也可以通过链表来实现循环队列。

关于循环队列的状态和操作如下：

    初始化：queue.front=0; queue.rear=0;。

 

 

    入队操作：先将新元素赋予队尾指针所指向的位置，然后队尾指针加一。但循环队列中加一操作与顺序队列有所不同：queue.rear=(queue.rear+1)%MAXSIZE。是为了当达到 MAXSIZE-1 位置后下一个位置自动到 0 去。
    出队操作：取出队头指针所指向的位置的元素，然后队头指针加一。但循环队列中加一操作与顺序队列有所不同：queue.front=(queue.front+1)%MAXSIZE。
    队列长度：也跟顺序队列求队列长度有所不同，是：(queue.rear-queue.front+MAXSIZE)%MAXSIZE。

循环队列最大的问题就是如何判断队空和队满。之前顺序队列判断队空的条件 queue.front==queue.rear 是无法判断循环队列是队空还是队满的，因为循环队列队空和队满时 queue.front==queue.rear 条件都成立。如图：

 

为什么循环队列队满时，队头指针 front 和队尾指针 rear 会重合呢？如图所示，因为队头指针始终指向队头元素，而队尾指针指向队尾元素的下一个位置，所以当队满时，它们会重合。所以 queue.front==queue.rear 是无法作为单独判断队空和队满条件。

因此，为了区分是队空还是队满的清空，有三种处理方式：

    第一种，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，这是一种比较普通的做法，本篇也是采用的这种做法。约定以队头指针在队尾指针的下一位置作为队满的标志。如图所示：
        队满条件：(queue.rear+1)%MAXSIZE==queue.front。
        队空条件：queue.front==queue.rear。
        队列种的元素个数：(queue.rear-queue.front+MAXSIZE)%MAXSIZE。

 

 

    结构体类型中增设表示元素个数的数据成员 size。这两种情况都有 queue.front==queue.rear，但不再作为判空或判满的条件。
        队满条件：queue.size==MAXSIZE。
        队空条件：queue.size==0。

    结构体类型中增设 tag 数据成员，用来区分是队满还是队空。约定 tag 等于 0 时，若因删除导致 queue.front==queue.rear 则为队空；当 tag 等于 1 时，若因插入导致 queue.front==queue.rear 则为队满。有一道练习题就是实现该队列：Example004-设计一个循环队列，用 front 和 rear 分别作为队头和队尾指针，另外用一个标志 tag 表示队列是空还是不空。
        队满条件：queue.tag==1 && queue.front==queue.rear。
        队空条件：queue.tag==0 && queue.front==queue.rear。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「二木成林」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/cnds123321/article/details/124677121

标签：队空,队列,queue,循环,队满,front,rear
来源： https://www.cnblogs.com/lzkalislw/p/16578739.html