线性结构常见应用之队列[基于郝斌课程]

定义：

  一种可以实现“先进先出”的存储结构

  队列类似于排队买票

分类：

  链式队列：基于列表

  静态队列：基于数组

    静态队列通常都必须是循环队列

      静态队列为什么是循环队列？

        减少对内存的浪费

        用传统数组来实现队列的话，参数只能加不能减

      循环队列需要几个参数来确定以及各个参数的含义

        需要两个参数来确定：front 和 rear

        两个参数不同场合有不同的含义

          队列初始化： front 和 rear 都是0

          队列非空：front 代表的是队列的第一个元素， rear 代表的是队列的最后一个有效元素的下一个元素

          队列空：front 和 rear 是相等的，但是不一致是0

      循环队列的入队伪算法

        rear = (rear + 1) % 数组的长度

      循环队列的出队伪算法

        front = (front + 1) % 数组的长度

      如何判断循环队列是否为空？

        如果 front == rear，则队列为空

      如何判断循环队列是否已满？

       front 和 rear 大小没有规律，可以 front 比 rear 大，也可以是 front 比 rear 小 

       规定放入的元素比数组长度少1，只要 rear 和 front 相邻，则满了

       如果 ((rear + 1) % 数组长度) == front，则队列满了

队列的应用：

  所有和时间有关的操作都与队列有关

/*
@file      main.c
@brief     线性结构常见应用之队列
@author    EricsT (EricsT@163.com)
@version   v1.0.0
@date      2025-09-24
@history   2025-09-24 EricsT - 新建文件
*/

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

#define LEN 6

typedef struct QUEUE
{
	int* pBase;
	int front;
	int rear;
}Queue, *PtrQueue;


void InitQueue(PtrQueue ptrQueue);//初始化
bool InQueue(PtrQueue ptrQueue, int inValue);//入队
bool OutQueue(PtrQueue ptrQueue);//出队
bool isEmptyQueue(const PtrQueue ptrQueue);//判断是否为空
bool isFullQueue(const PtrQueue ptrQueue);//判断是否满了
void TraverseQueue(const PtrQueue ptrQueue);//遍历

int main(void)
{
	Queue queue;

	InitQueue(&queue);

	if (isEmptyQueue(&queue))
		printf("队列为空\n");
	else
		printf("队列不空\n");

	int inVaule;

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	printf("请输入要入队的值：");
	scanf("%d", &inVaule);
	InQueue(&queue, inVaule);

	if (isEmptyQueue(&queue))
		printf("队列为空\n");
	else
		printf("队列不空\n");

	if (isFullQueue(&queue))
		printf("队列已满\n");
	else
		printf("队列未满\n");

	TraverseQueue(&queue);

	OutQueue(&queue);

	TraverseQueue(&queue);

	return 0;
}

void InitQueue(PtrQueue ptrQueue)
{
	ptrQueue->pBase = (int*)malloc(sizeof(int) * LEN);
	ptrQueue->front = 0;
	ptrQueue->rear = 0;
}

bool InQueue(PtrQueue ptrQueue, int inValue)
{
	if (isFullQueue(ptrQueue))
		return false;

	ptrQueue->pBase[ptrQueue->rear] = inValue;
	ptrQueue->rear = (ptrQueue->rear + 1) % LEN;//从后面加入

	return true;
}

bool OutQueue(PtrQueue ptrQueue)
{
	if (isEmptyQueue(ptrQueue))
		return false;

	ptrQueue->front = (ptrQueue->front + 1) % LEN;//先进先出//从前面出去

	return true;
}

bool isEmptyQueue(const PtrQueue ptrQueue)
{
	if (ptrQueue->front == ptrQueue->rear)
		return true;

	return false;
}

bool isFullQueue(const PtrQueue ptrQueue)
{
	if (ptrQueue->front == ((ptrQueue->rear + 1) % LEN))
		return true;

	return false;
}

void TraverseQueue(const PtrQueue ptrQueue)
{
	int i = ptrQueue->front;

	while (ptrQueue->rear != i)
	{
		printf("%d ", ptrQueue->pBase[i]);
		i = (i + 1) % LEN;
	}

	printf("\n");
}