环形队列的基本概念

如图，其实它就是一个队列，就是有点难理解而已，它避免了普通队列的缺点，一样有队列头，队列尾，一样是先进先出的原则。我们采用顺时针的方式来对队列进行排序。

队列头(front) :允许进行删除的一端称为队首。
队列尾(rear) :允许进行插入的一端称为队尾。

环形队列的实现：

在计算机中，是没有环形的内存的，只是我们将顺序的内存处理过，让某一段内存形成环形，使他们首尾相连，简单来说，就是一个数组，只不过有两个指针，一个指向列队头，一个指向列队尾。指向列队头的指针(front)是缓冲区可读的数据，指向列队尾的指针(Tail)是缓冲区可写的数据，通过移动这两个指针(front)和(rear)即可对缓冲区的数据进行读写操作了，直到缓冲区已满（头尾相接），将数据处理完，可以释放掉数据，又可以进行存储新的数据了。

实现的原理：

初始化的时候，列队头与列队尾都指向0，当有数据存储的时候，数据存储在‘0’的地址空间，列队尾指向下一个可以存储数据的地方‘1’，再有数据来的时候，存储数据到地址‘1’，然后队列尾指向下一个地址‘2’。当数据要进行处理的时候，肯定是先处理‘0’空间的数据，也就是列队头的数据，处理完了数据，‘0’地址空间的数据进行释放掉，列队头指向下一个可以处理数据的地址‘1’。从而实现整个环形缓冲区的数据读写。

如图，队列头就是指向已经存储的数据，并且这个数据是待处理的。下一个CPU处理的数据就是1；而队列尾则指向可以进行写数据的地址。当1处理了，就会把1释放掉。并且把队列头指向2。当写入了一个数据6，那么队列尾指针就会指向下一个可以写的地址。

如果你懂了环形队列，那就来完成这道实验题吧：

实验题：实现环形队列的各种基本运算的算法

目的：领会环形队列存储结构和掌握环形队列中的各种基本运算算法设计
内容：编写一个sqqueue.cpp，实现环形队列（假设栈中元素类型Elem Type为char）的各种基本运算，并在此基础上设计一个程序exp3-3.cpp完成以下功能。

• （1）初始化队列q。
• （2）判断队列q是否非空。
• （3）依次进队元素a，b，c。
• （4）出队一个元素，输出该元素。
• （5）依次进队元素d，e，f。
• （6）输出出队序列。
• （7）释放序列。

代码演示：

• sqqueue.cpp

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#define MaxSize 100
typedef char ElemType;
//队列中元素个数不超过MaxSize，所有元素都具有ElemType数据类型，顺序队SqQueue声明如下；
typedef struct
{ElemType data[MaxSize];int front,rear;
}SqQueue;
//实现队列的基本运算算法如下。
//（1）初始化队列
void InitQueue(SqQueue * &q)
{q=(SqQueue *)malloc(sizeof(SqQueue));q->front=q->rear=0;
}//（2）销毁队列
void DestroyQueue(SqQueue * &q)
{free(q);
}//（3）判断队列是否为空
bool QueueEmpty(SqQueue *q)
{return(q->front==q->rear);
}//（4）进队列
bool enQueue(SqQueue *&q,ElemType e)
{if((q->rear+1)%MaxSize==q->front)return false;q->rear=(q->rear+1)%MaxSize;q->data[q->rear]=e;return true;
}//（5）出队列
bool deQueue(SqQueue * &q,ElemType &e)
{if(q->front==q->rear)return false;q->front=(q->front+1)%MaxSize;e=q->data[q->front];return true;
}

代码演示：

• exp3-3.cpp

#include "sqqueue.cpp"
int main()
{ElemType e;SqQueue *q;printf("环形队列的基本运算如下：\n");printf("(1)初始化队列q\n");InitQueue(q);printf("(2)依次进队列元素a、b、c\n");enQueue(q,'a');enQueue(q,'b');enQueue(q,'c');printf("(3)队列%s\n",(QueueEmpty(q)?"空":"非空"));if(deQueue(q,e)==0)printf("队空不能出队\n");elseprintf("(4)出队一个元素%c\n",e);printf("(5)依次进队d、e、f\n");enQueue(q,'d');enQueue(q,'e');enQueue(q,'f');printf("(6)出队序列：");while(!QueueEmpty(q)){deQueue(q,e);printf("%c",e);}printf("\n");printf("(7)释放队列\n");DestroyQueue(q);return 10086;
}

效果图：

代码下载地址：

链接：https://pan.baidu.com/s/1YLpeFvb2zUc7cVXd43FPJA
提取码：uetv