循環隊列的C語言實現

　　生活中有不少隊列的影子，好比打飯排隊，買火車票排隊問題等，能夠說與時間相關的問題，通常都會涉及到隊列問題；從生活中，能夠抽象出隊列的概念，隊列就是一個可以實現「先進先出」的存儲結構。隊列分爲鏈式隊列和靜態隊列；靜態隊列通常用數組來實現，但此時的隊列必須是循環隊列，不然會形成巨大的內存浪費；鏈式隊列是用鏈表來實現隊列的。這裏講的是循環隊列，首先咱們必須明白下面幾個問題

1、循環隊列的基礎知識

1.循環隊列須要幾個參數來肯定

　　循環隊列須要2個參數，front和rear

2.循環隊列各個參數的含義

　　（1）隊列初始化時，front和rear值都爲零；

　　（2）當隊列不爲空時，front指向隊列的第一個元素，rear指向隊列最後一個元素的下一個位置；

　　（3）當隊列爲空時，front與rear的值相等，但不必定爲零；

3.循環隊列入隊的僞算法

　　（1）把值存在rear所在的位置；

　　（2）rear=（rear+1）%maxsize ，其中maxsize表明數組的長度；

程序代碼：

if(IsFullQueue(Q))
        return 0;
    else
    {
        Q->pBase[Q->rear]=val;
        Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
    }
    return 1;

4.循環隊列出隊的僞算法

 　　（1）先保存出隊的值；

　　（2）front=（front+1）%maxsize ，其中maxsize表明數組的長度；

程序代碼：

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.如何判斷循環隊列是否爲空

　　if（front==rear）

　　　　隊列空；

　　else

  　　　隊列不空

程序代碼：

if(Q->front==Q->rear)    //判斷是否爲空
        return 1;
    else
        return 0;

6.如何判斷循環隊列是否爲滿

    這個問題比較複雜，假設數組的存數空間爲7，此時已經存放1，a，5,7,22,90六個元素了，若是在往數組中添加一個元素，則rear=front；此時，隊列滿與隊列空的判斷條件front=rear相同，這樣的話咱們就不能判斷隊列究竟是空仍是滿了；

解決這個問題有兩個辦法：一是增長一個參數，用來記錄數組中當前元素的個數；第二個辦法是，少用一個存儲空間，也就是數組的最後一個存數空間不用，當（rear+1）%maxsiz=front時，隊列滿。

程序代碼：

if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize)    //判斷循環鏈表是否滿，留一個預留空間不用
        return 1;
    else
        return 0;

附錄：

queue.h文件代碼：

#ifndef _QUEUE_SELF_H_
#define _QUEUE_SELF_H_

#include <stdint.h>

typedef struct queue
{
    uint16_t *pBase;
    int16_t front;    //指向隊列第一個元素下標
    int16_t rear;    //指向隊列最後一個元素的下一個元素的下標
    int16_t maxsize; //循環隊列的最大存儲空間
}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文件代碼：

#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;         //初始化參數
    Q->rear=0;
    Q->maxsize=maxsize;

    return 1;
}

uint8_t IsFullQueue(PQUEUE Q)
{
    if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize)    //判斷循環鏈表是否滿，留一個預留空間不用
        return 1;
    else
        return 0;
}
uint8_t IsEmptyQueue(PQUEUE Q)
{
    if(Q->front==Q->rear)    //判斷是否爲空
        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;
}