数据结构之队列(C实现)

转载自：http://blog.csdn.net/l494926429/article/details/52204622
一、队列是什么

    队列是一种可以实现“先进先出”的存储结构。其实，说简单点，队列就是排队，跟我们日常生活中到银行取钱排队，排队打饭在道理上是一样的。

    队列通常可以分为两种类型：
       ①链式队列（由链表实现）。
       ②静态队列（由数组实现），静态队列通常都必须是循环队列。
    由于链式队列跟链表差不多，所以在这里只针对循环队列来说明并实践。
    循环队列的两个参数：
       ①front,front指向队列的第一个元素。
       ②rear,rear指向队列的最后一个有效元素的下一元素。
    队列的两个基本操作：出队和入队。

二、队列的结构

    下面是一个循环队列（基于数组实现）的结构图：

    

三、队列的操作

      入队（尾部入队） 
            ①将值存入rear所代表的位置。
            ②rear = (rear+1)%数组的长度。
      出队（头部出队） 
            front = (front+1)%数组的长度。
      队列是否为空   
            front和rear的值相等，则该队列就一定为空。
      队列是否已满
            注意：循环队列中，有n个位置，通常放n-1个值，空1个
                    在循环队列中，front和rear指向的值不相关，无规律。front可能比rear指向的值大，也可能比rear指向的值小，也可能两者相等。
            算法：
            ①多增加一个标识参数。
            ②少用一个元素，rear和front指向的值紧挨着，则队列已满。

四、队列的实现

    基于数组的循环队列的具体实现

#include
#include        //包含了malloc函数
/*
 *循环队列，用数组实现
 */
//队列结构体定义
typedef struct Queue
{
    int * pBase;    //用于动态分配内存,pBase保存数组的首地址
    int front;      //指向头结点
    int rear;       //指向最后一个元素的下一结点
} QUEUE;
//函数声明
void initQueue(QUEUE * pQueue);                 //队列初始化的函数
bool isEmpty(QUEUE * pQueue);                   //判断队列是否为空的函数
bool isFull(QUEUE * pQueue);                    //判断队列是否满的函数
bool enQueue(QUEUE * pQueue, int value);        //入队的函数
bool outQueue(QUEUE * pQueue, int * pValue);    //出队的函数,同时保存出队的元素
void traverseQueue(QUEUE * pQueue);             //遍历队列的函数
/*
 *主程序
 */
int main(void)
{
    int value;          //用于保存出队的元素
    //创建队列对象
    QUEUE queue;
    //调用初始化队列的函数
    initQueue(&queue);
    //调用出队函数
    enQueue(&queue, 1);
    enQueue(&queue, 2);
    enQueue(&queue, 3);
    enQueue(&queue, 4);
    enQueue(&queue, 5);
    enQueue(&queue, 6);
    enQueue(&queue, 7);
    enQueue(&queue, 8);
    //调用遍历队列的函数
    traverseQueue(&queue);
    //调用出队函数
    if(outQueue(&queue, &value))
    {
        printf("出队一次，元素为：%d\n", value);
    }
    traverseQueue(&queue);
    if(outQueue(&queue, &value))
    {
        printf("出队一次，元素为：%d\n", value);
    }
    traverseQueue(&queue);
    getchar();
    return 0;
}
/*
 *初始化函数的实现
 */
void initQueue(QUEUE * pQueue)
{
    //分配内存
    pQueue->pBase = (int *)malloc(sizeof(int) * 6);          //分配6个int型所占的空间
    pQueue->front = 0;       //初始化时，front和rear值均为0
    pQueue->rear = 0;
    return;
}
/*
 *入队函数的实现
 */
bool enQueue(QUEUE * pQueue, int value)
{
    if(isFull(pQueue))
    {
        printf("队列已满,不能再插入元素了!\n");
        return false;
    }
    else
    {
        //向队列中添加新元素
        pQueue->pBase[pQueue->rear] = value;
        //将rear赋予新的合适的值
        pQueue->rear = (pQueue->rear+1) % 6;
        return true;
    }
}
/*
 *出队函数的实现
 */
bool outQueue(QUEUE * pQueue, int * pValue)
{
    //如果队列为空,则返回false
    if(isEmpty(pQueue))
    {
        printf("队列为空，出队失败!\n");
        return false;
    }
    else
    {
        *pValue = pQueue->pBase[pQueue->front];       //先进先出
        pQueue->front = (pQueue->front+1) % 6;      //移到下一位置
        return true;
    }
}
/*
 *遍历队列的函数实现
 */
void traverseQueue(QUEUE * pQueue)
{
    int i = pQueue->front;           //从头开始遍历
    printf("遍历队列：\n");
    while(i != pQueue->rear)     //如果没有到达rear位置，就循环
    {
        printf("%d  ", pQueue->pBase[i]);
        i = (i+1) % 6;              //移到下一位置
    }
    printf("\n");
    return;
}
/*
 *判断队列是否满的函数的实现
 */
bool isFull(QUEUE * pQueue)
{
    if((pQueue->rear+1) % 6 == pQueue->front)     //队列满
        return true;
    else
        return false;
}
/*
 *判断队列是否为空函数的实现
 */
bool isEmpty(QUEUE * pQueue)
{
    if(pQueue->front == pQueue->rear)
        return true;
    else
        return false;
}

五、队列的应用

     在我们去打饭的时候总要排队，排队是与时间有关的，排在前面的人多，我们打到饭用的时间就比较长，相反，如果前面的排队的人相对较少，我们能打到饭的用的时间也就相对较短，所以说，队列总是与时间相关的。可以肯定地说：任何与时间相关的操作，基本上都会牵扯到队列。