数据结构 | 循环队列（基本操作及图示）

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如果使用顺序表作为队列的话，当处于右图状态则不能继续插入新的队尾元素，否则会因为数组越界而导致程序代码被破坏。

由此产生了由链表实现的循环队列，只有队列未满时才可以插入新的队尾元素。

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基本操作：

/* 定义链表队列 */

定义结构体中front指示队头位置，rear指示队尾位置，base指针用于申请空间并存放数据。

/* 初始化队列 */

使用指针*base申请100个内存空间，front和rear分别为0，此时队列为空

/* 判断空或满 */

• 初始化时，front = rear = 0 时为空，Q->rear = （0+1）%100 = 1，队列未满可以插入队列

  

• 入队3个元素时，rear = 3，Q->rear = （3+1）%100 = 4，队列未满

  

• 入队99个元素时，rear = 99，Q->rear = （99+1）%100 = 0，队列满，不可入队

  

• 出队2个元素时，front = 2

  出队后，执行两次 Q->front = (Q->front + 1) % MAXQSIZE，得到Q->front = 2

  

• 再次入队1个元素时，rear = 0，Q->rear = （99+1）%100=0，队列未满，可以入队

  

实现代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
#define MAXQSIZE 100
typedef int Status;
typedef int QElemType;
typedef struct Node
{
    QElemType *base; //初始化动态分配存储空间
    int front;
    int rear;
} SqQueue;
Status InitQueue(SqQueue *Q)
{
    Q->base = (QElemType *)malloc(MAXQSIZE * sizeof(QElemType));
    if (!Q->base)
        exit(OVERFLOW);
    Q->front = Q->rear = 0;
    return OK;
}
Status EnQueue(SqQueue *Q, QElemType elem)
{
    //队列为空时 1%100==1,队列满时(99+1)%100==0,最多容纳99个元素
    if ((Q->rear + 1) % MAXQSIZE == (Q->front))
        return ERROR;
    Q->base[Q->rear] = elem;
    Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXQSIZE; //rear始终在0-100中循环
    return OK;
}
Status OutQueue(SqQueue *Q, QElemType *e)
{
    if (Q->front == Q->rear)
        return ERROR;
    *e = Q->base[Q->front];
    Q->front = (Q->front + 1) % MAXQSIZE;
    return OK;
}
Status PrintQueue(SqQueue Q)
{
    printf("the queue is:");
    for (int i = Q.front; i < Q.rear; ++i)
        printf("%d ", Q.base[i]);
    return OK;
}
int main()
{
    SqQueue queue;
    QElemType elem;
    int i;
    InitQueue(&queue);
    printf("input:");
    while(scanf("%d", &elem) != EOF)
        EnQueue(&queue, elem);
    PrintQueue(queue);
    /* 输入要出队列的个数 */
    printf("
output:");
    scanf("%d", &i);
    while(i != 0)
    {
        OutQueue(&queue, &elem);
        i--;
    }
    PrintQueue(queue);
    return OK;
}