循环队列_数组实现

循环队列是指, 队尾指针走到末尾后, 还可以继续从头开始走.

front指针仍然是指向第一个元素的前一个元素, rear指针指向最后一个元素.
下面我们重点讨论一下循环队列如何判断空和满的问题?
我下面判断队列空和满是直接根据q->length属性来判断, 当q->length为0,
表示队列为空, 当q->length = maxSize - 1时, 队列为满. 由于遍历上的原因,
队列的最大长度只能是数组最大长度-1.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct queue {
    int* data;
    int front;
    int rear;
    int maxSize;
    int length;
};
typedef struct queue node;
typedef struct queue* link;

// 函数声明
link createQueue (int maxSize);
void printQueue (link q);
int add (link q, int x);
int del (link q);

int main () {
    int i;
    int maxSize = 10; // 队列的最大长度
    link qhead = createQueue(maxSize);

    // 初始队列信息
    printQueue(qhead);

    // 基本入队测试
    for (i=1; i<=10; i++) {
        add(qhead, i * 2);
    }
    printQueue(qhead);

    // 基本出队测试
    del(qhead);
    del(qhead);
    del(qhead);
    del(qhead);
    printQueue(qhead);

    // 循环入队测试
    add(qhead, 100);
    add(qhead, 200);
    add(qhead, 300);
    add(qhead, 400);
    add(qhead, 500);

    printQueue(qhead);
    return 0;
}

// 创建空队列
link createQueue (int maxSize) {
    link q;
    q = (node*)malloc(sizeof(node));
    q->data = (int*)malloc(sizeof(int) * maxSize);
    q->front = -1;
    q->rear = -1;
    q->length = 0;
    q->maxSize = maxSize;
    return q;
}

// 打印
void printQueue (link q) {
    int i;
    printf("当前队列的信息如下: \n");
    printf("front = %d\n", q->front);
    printf("rear = %d\n", q->rear);
    printf("length = %d\n", q->length);
    printf("maxSize = %d\n", q->maxSize);

    // 打印队列中的数据
    if (q->length == 0) {
        printf("当前队列中没有数据\n");
    } else {
        printf("队列中的数据如下: \n");
        i = q->front;
        while (i != q->rear) {
            i = (i + 1) % q->maxSize;
            printf("%d %d\n", i, q->data[i]);
        }
    }
    printf("\n");
}

// 入队
int add (link q, int x) {
    if (q->length == q->maxSize -1 ) {
        printf("队列已满, 不能入队\n");
        return 0;
    }
    q->rear = (q->rear + 1) % q->maxSize;
    q->data[q->rear] = x;
    q->length++;
    return 1;
}

// 出队
// 错误返回0, 正确返回被出队元素的值
int del (link q) {
    if (q->length == 0) {
        printf("队列为空, 不能出队\n");
        return 0;
    }

    q->front = (q->front + 1) % q->maxSize;
    q->length--;
    return q->data[q->front];
}