队列:
含义:是一种先入先出(FIFO)的数据结构。
当我们把数据一个一个放入队列中。当我们需要用到这些数据时,每次都从队列的头部取出第一个数据进行处理。就像排队进场一样,先排队的人先进场。
结构如下图所示
环形队列:
含义:它是在写程序时候一种队列的特殊表达方式,把队列数据组中的最后一个元素和第一个元素相连构成环,所以称为环形队列。
优点:环形队列在C/C++编程中首元素出队后不需要把队列所有元素向前移动,而取代把把队首指针向后移动,由于其环形结构,在插入元素后队尾指针会循环到队首原来的位置。相对普通队列的出队操作减少了大量的运算量。
C语言
程序清单:
本例中包含三个文件:
(插入图片)
Queue.h:
#ifndef _QUEUE_H
#define _QUEUE_H
typedef unsigned char uint8_t;
typedef int Elem;
typedef struct circlequeue
{
int iLength;
int iSize;
int iHead;
int iTail;
Elem *Datas;
}Queue;
uint8_t Queue_Init(Queue* queue,int size);
uint8_t Queue_Delete(Queue *queue);
uint8_t isQueueEmpty(Queue *queue);
uint8_t isQueueFull(Queue *queue);
int Queue_size(Queue *queue);
uint8_t Queue_push(Queue *queue,Elem data);
Elem Queue_front(Queue *queue);
Elem Queue_back(Queue *queue);
uint8_t Queue_pop(Queue *queue);
void Queue_printf(Queue *queue);
#endif
View Code
Queue.c:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "Queue.h"
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/**********************创建队列*************************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
uint8_t Queue_Init(Queue* queue,int size)
{
queue->iSize = size;
queue->iLength = 0;
queue->iTail=0;
queue->iHead=0;
queue->Datas = (Elem *)malloc(size*sizeof(Elem));
return 1;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/**********************删除队列*************************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
uint8_t Queue_Delete(Queue *queue)
{
free(queue->Datas);
return 1;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/*********************队头队尾操作**********************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
static void QueueTailAdd(Queue *queue)
{
queue->iTail++;
queue->iTail = queue->iTail % queue->iSize;
}
static void QueueHeadAdd(Queue *queue)
{
queue->iHead ++;
queue->iHead = queue->iHead % queue->iSize;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/***********************队列判空************************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
uint8_t isQueueEmpty(Queue *queue)
{
if(queue->iLength == 0)
{
return 1;
}
return 0;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/***********************队列判满************************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
uint8_t isQueueFull(Queue *queue)
{
if(queue->iLength>=queue->iSize)
{
return 1;
}
return 0;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/*******************返回队列现有长度********************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
int Queue_size(Queue *queue)
{
return queue->iLength;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/********************往队尾放入元素*********************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
uint8_t Queue_push(Queue *queue,Elem data)
{
if(isQueueFull(queue))
{
return 0;
}
queue->Datas[queue->iTail] = data;
QueueTailAdd(queue);
queue->iLength++;
return 1;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/************获取队头第一个元素(不删除)***************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
Elem Queue_front(Queue *queue)
{
if(isQueueEmpty(queue))
{
return 0;
}
return queue->Datas[queue->iHead];
}
Elem Queue_back(Queue *queue)
{
if(isQueueEmpty (queue))
{
return 0;
}
return queue->Datas[queue->iTail];
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/******************删除队列第一个元素*******************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
uint8_t Queue_pop(Queue *queue)
{
if(isQueueEmpty(queue))
{
return 0;//queue empty
}
QueueHeadAdd(queue);
queue->iLength--;
return 1;
}
/*******************************************************/
/*******************************************************/
/*****************打印队列中的全部元素******************/
/*******************************************************/
/*******************************************************/
void Queue_printf(Queue *queue)
{
int i;
int temp = queue->iHead;
printf("queue datas:rn");
for(i=0;i<queue->iLength;i++)
{
printf("%d ",queue->Datas[temp++%queue->iSize]);
}
printf("rn");
}
View Code
main.c(用于测试):
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "Queue.h"
int main(void)
{
int i;
//queue(stack)
Queue queue2[20];
//queue(heap)
Queue *queue = (Queue*)malloc(sizeof(Queue)*20);
//Queue Init
Queue_Init(queue,20);
Queue_Init(queue2,20);
//queue1
printf("insert datas:(0-19)rn");
for(i=0;i<20;i++)
{
Queue_push(queue,i);
}
Queue_printf(queue);
printf("delete datas(first 10):rn");
for(i=0;i<10;i++)
{
Queue_pop(queue);
}
Queue_printf(queue);
printf("first data:%drn",Queue_front(queue));
printf("queuesize = %drn",Queue_size(queue));
//queue2
printf("rn");
printf("insert datas to queue2:(0-190,10interval)rn");
for(i=0;i<20;i++)
{
Queue_push(queue2,i*10);
}
Queue_printf(queue2);
printf("delete datas(first 10):rn");
for(i=0;i<10;i++)
{
Queue_pop(queue2);
}
Queue_printf(queue2);
//delete queue
printf("rn");
printf("queue1 deletern");
Queue_Delete(queue);
free(queue);
queue=0;
printf("queue2 deletern");
Queue_Delete(queue2);
system("pause");
return 0;
}
View Code
测试结果:
函数详解:
环形队列结构体:
在循环队列中,有以下参数
必要参数:
- 数据 *Datas;
- 对尾索引 iTail;
- 队头索引 iHead;
可选参数:
- 队列总大小 iSize;//队列最大存放量,防止不当操作造成堆栈溢出
- 队列现在的长度 iLength;//储存现在的长度减少运算量(不定义此参数可以通过队头队尾索引差值计算长度)
typedef struct circlequeue
{
int iLength;
int iSize;
int iHead;
int iTail;
Elem *Datas;
}Queue;
创建队列:
- 设置队列的最大长度;
- 把队列中的其他参数清零;
- 为队列的数据区域申请内存;
uint8_t Queue_Init(Queue* queue,int size)
{
queue->iSize = size;
queue->iLength = 0;
queue->iTail=0;
queue->iHead=0;
queue->Datas = (Elem *)malloc(size*sizeof(Elem));
return 1;
}
入队操作:
- 判断队列是否已满,满则无法插入,返回0插入失败;
- 往队尾插入数据
- 队尾索引增加
- 队列长度增加
uint8_t Queue_push(Queue *queue,Elem data)
{
if(isQueueFull(queue))
{
return 0;
}
queue->Datas[queue->iTail] = data;
QueueTailAdd(queue);
queue->iLength++;
return 1;
}
出队操作(分为两部分)
出队细分一、获取队头元素但不删除
- 判断队列是否为空,空则获取失败返回0;
- 返回队列中队头索引指向元素
Elem Queue_front(Queue *queue)
{
if(isQueueEmpty(queue))
{
return 0;
}
return queue->Datas[queue->iHead];
}
出队细分二、删除队头的元素但不返回其值
- 判断队列是否为空,空则删除失败;
- 增加队头索引;
- 减少队列长度;
uint8_t Queue_pop(Queue *queue)
{
if(isQueueEmpty(queue))
{
return 0;//queue empty
}
QueueHeadAdd(queue);
queue->iLength--;
return 1;
}
打印队列中的元素、
创建一个temp等于队头索引,后边打印中使用;
循环打印iLength(队列长度)个数据;
从队头(temp)指向的元素开始打印,每打印一个数据后temp++(指向下一个元素),(特别说明:temp%queue->iSize取余数,当temp索引超过最大长度时自动返回数组头开始打印,temp++%queue->iSize相当于两步1、temp%queue->iSize 2、temp++)
void Queue_printf(Queue *queue)
{
int i;
int temp = queue->iHead;
printf("queue datas:rn");
for(i=0;i<queue->iLength;i++)
{
printf("%d ",queue->Datas[temp++%queue->iSize]);
}
printf("rn");
}
C++语言
C++中思路和C基本类似,这里就不在赘述。上程序:
程序清单:
本部分包含三个文件:
(此处插入图)
原文链接: https://www.cnblogs.com/HongYi-Liang/p/7244022.html
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