線性結構的應用--隊列
定義：一種可以實現先進先出的存儲結構。
分類：鏈式隊列：用鏈表實現
靜態隊列：用數組實現（循環隊列）
循環隊列：
1、靜態隊列爲什麼必須是循環隊列：隊列的結構是先進先出的，循環隊列可對內存重複使用，減少對內存的浪費。
2、循環隊列需要幾個參數來確定：2個參數：front和rear
3、循環隊列各個參數的含義
這兩個參數在不同場合有不同的含義：
1）、隊列的初始化：front和rear的值都是零
2）、隊列非空：front代表第一個元素，rear代表最後一個有效元素的下一個元素。
3）、隊列爲空：front和rear相等但不一定爲零。
4、循環隊列入隊的僞算法：兩步完成
1）、將值存入r所代表的位置
2）、錯誤寫法：rear = rear + 1; 正確寫法：rear = (rear + 1)%數組的長度
5、循環隊列出隊的僞算法：front = (front + 1)%數組長度
6、如何判斷循環隊列是否爲空：如果rear和front相等，則隊列爲空。
7、如何判斷循環隊列是否已滿：（當front==rear時，無法判斷隊列爲空或滿）
1）只用n-1個元素，隊列滿時rear與front緊挨着（哪個在左邊的判斷）
2）使用一個變量標識參數，統計元素個數
循環隊列中，front與rear的大小關係沒有規律，初始化隊列時，front與rear的值都爲零，但隨着隊列的不斷插入與刪除，front與rear的大小關係不確定。最初元素入隊階段，rear的值增加，rear的值比front大，但隨着隊列元素的處隊，以及新元素入隊進入循環隊列，會出現front的值比rear大的情況。
經常使用的是第一種方法，判斷結果如下：
if((rear + 1) % 數組長度 == f){隊列已滿}
else{隊列未滿}
隊列的具體運用：所有與時間有關的場合都有隊列的影子。
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct Queue {
int *pBase;
int front;
int rear;
} QUEUE;
void init_Queue(QUEUE*);
bool en_Queue(QUEUE*, int);//入隊
bool out_Queue(QUEUE*, int*);//出隊
bool full_Queue(QUEUE*);//判斷隊列是否已滿
bool empty_Queue(QUEUE*);//判斷隊列是否爲空
void traverse_Queue(QUEUE *);//遍歷隊列
int main() {
QUEUE Q;
int val;
init_Queue(&Q);
en_Queue(&Q, 1);
en_Queue(&Q, 2);
en_Queue(&Q, 3);
en_Queue(&Q, 4);
en_Queue(&Q, 5);
en_Queue(&Q, 6);
en_Queue(&Q, 7);
en_Queue(&Q, 8);
traverse_Queue(&Q);
for (int i = 0; i < 8; i++) {
if (out_Queue(&Q, &val)) {
printf("出隊成功，出隊的元素是：%d\n", val);
}
else {
printf("出隊失敗。\n");
}
traverse_Queue(&Q);
}
return 0;
}
void init_Queue(QUEUE *pQ) {
pQ->pBase = (int*)malloc(sizeof(int) * 6); //創建一個pBase數組，有6個元素，但只存放5個元素，pBase指向數組的第一個元素
pQ->front = 0;
pQ->rear = 0;
}
/*循環隊列入隊的僞算法：兩步完成
1）、將值存入r所代表的位置
2）、錯誤寫法：rear = rear + 1; 正確寫法：rear = (rear + 1) % 數組的長度*/
bool en_Queue(QUEUE *pQ, int val) {
if (full_Queue(pQ)) {
return false;
}
else {
pQ->pBase[pQ->rear] = val;
pQ->rear = (pQ->rear + 1) % 6;
return true;
}
}
/*如何判斷循環隊列是否已滿：（當front == rear時，無法判斷隊列爲空或滿）
1）只用n - 1個元素，隊列滿時rear與front緊挨着（哪個在左邊的判斷）
2）使用一個變量標識參數，統計元素個數
經常使用的是第一種方法，判斷結果如下：
if ((rear + 1) % 數組長度 == f) { 隊列已滿 }
else { 隊列未滿 }*/
bool full_Queue(QUEUE *pQ) {
if ((pQ->rear + 1) % 6 == pQ->front) {
return true;
}
else return false;
}
/*循環隊列出隊的僞算法：front = (front + 1)%數組長度*/
bool out_Queue(QUEUE* pQ, int* pVal) {
if (empty_Queue(pQ)) {
return false;
}
else {
*pVal = pQ->pBase[pQ->front];
pQ->front = (pQ->front + 1) % 6;
return true;
}
}
/*隊列爲空：front和rear相等但不一定爲零。*/
bool empty_Queue(QUEUE* pQ) {
if (pQ->front == pQ->rear) {
return true;
}
else return false;
}
/*遍歷隊列
從隊列的front處開始遍歷
創建一個統計變量cnt，當cnt等於rear時，遍歷輸出終止
因爲rear指向的時最後一個元素的下一個位置，不存在數據
*/
void traverse_Queue(QUEUE *pQ) {
int cnt = pQ->front;
while (cnt != pQ->rear) {
printf("%d ", pQ->pBase[cnt]);
cnt = (cnt + 1) % 6;
}
printf("\n");
return;
}