数据结构（C语言）：顺序循环队列的基本操作

一、题目

设队列的元素类型为char，实现顺序循环队列的各种基本操作的程序：

① 初始化队列Q；

② 判断队列Q是否为空；

③ 入队操作。循环调用入队操作，将若干元素（不少于10个）入队；

④ 出队操作，出队一个元素，并输出该元素；

⑤ 输出队列元素个数；

⑥ 调用入队操作，依次入队4个元素；

⑦ 输出队列序列；

⑧ 主函数通过函数调用实现以上各项操作。

二、算法思路

1、定义队列结构体：包括数组首元素地址，首元素数组下标（首指针），尾元素数组下标（尾指针）。

2、初始化循环队列的函数：在内存中开辟一段连续的内存空间储存数组的元素，将首指针和尾指针均赋值为0。

3、队列判空函数：若首指针等于为指针，则队列为空。

4、判断队列是否已满的函数：若(Q->rear+1)%MAX_SIZE==Q->front

即队尾即将追上队头，则队列已满。

5、入队操作：若队列未满，则为尾指针指向的元素赋值，再将尾指针后移一位，若尾指针达到最大值，则将尾指针重置为0。

6、出队操作：若队列不为空，则出队一个元素，并用e储存该元素，再将头指针后移一位，若头指针达到最大值，则将头指针重置为0。

7、输出元素个数的函数：返回(Q->rear - Q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE

8、输出队列元素：利用循环打印队列中的元素。

9、主函数：依次调用上述函数实现程序功能。

三、完整代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
typedef char ElemType;
typedef int Status;
#define MAX_SIZE 6	//队列最多能存储MAX_SIZE-1个元素，多出来的一份空间不放元素，用于判断队列是否已满
#define FALSE 0
#define TRUE 1
#define ERROR 0
#define OK 1

typedef struct Queue {
	ElemType *data;
	int front;//头指针（用数组下标表示）
	int rear;//尾指针（用数组下标表示）
};

void InitQueue(Queue*Q)//初始化队列的函数
{
	Q->data = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * MAX_SIZE);
	Q->front = Q->rear = 0;//头指针和尾指针都为0，队列为空       
}

Status QueueEmpty(Queue* Q)//队列判空函数
{
	if (Q->front == Q->rear)//为空返回TRUE
		return TRUE;
	else//否则返回FALSE
		return FALSE;
}

Status QueueFull(Queue* Q)//判断队列是否已满的函数
{
	if ((Q->rear+1)%MAX_SIZE==Q->front)//若队尾即将追上队头，则队列已满，返回TRUE
		return TRUE;
	else//否则返回FALSE
		return FALSE;
}

Status AddElem(Queue* Q)//入队操作
{
	if (QueueFull(Q))//判断队列是否已满
		return ERROR;
	getchar();//吸收上一次输入后字符结尾处的\n（我想了半天才想到这一点！）
	Q->data[Q->rear] = getchar();
	Q->rear = (Q->rear + 1) % MAX_SIZE;//尾指针向后移动一位，若rear为MAX_SIZE-1，则将rear重置为0
	return OK;
}

void AddSomeElem(Queue* Q)//入队若干元素的操作
{
	int n;
	printf("请输入需要入队的元素个数：");
	scanf("%d", &n);
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		printf("请输入第%d个元素的值：", i + 1);
		if (!AddElem(Q))//入队操作
		{
			printf("队列已满！");
			break;
		}
	}
}

Status DeleteElem(Queue* Q,ElemType*e)//出队操作，出队一个元素，并用e储存该元素
{
	if (QueueEmpty(Q))//判断队列是否为空
		return ERROR;
	else
	{
		*e = Q->data[Q->front];
		Q->front = (Q->front + 1) % MAX_SIZE;//尾指针向后移动一位，若front为MAX_SIZE-1，则将front重置为0
	}
	return OK;
}

int NumQueue(Queue* Q)//输出元素个数
{
	return (Q->rear - Q->front + MAX_SIZE) % MAX_SIZE;
}

void PrintQueue(Queue* Q)//输出队列元素
{
	printf("队列中的元素为：");
	for (Q->front; Q->front != Q->rear; Q->front=(Q->front+1)%MAX_SIZE)//打印下标从Q->front到Q->rear-1的数组元素
		printf("%c ", Q->data[Q->front]);
}

int main()
{
	Queue* Q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
	InitQueue(Q);//初始化队列的函数
	if (QueueEmpty(Q))
		printf("队列为空！\n");
	else
		printf("队列不为空！\n");
	AddSomeElem(Q);//入队十个以上元素
	if (QueueEmpty(Q))
		printf("队列为空！\n");
	else
		printf("队列不为空！\n");
	char* e = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType));
	DeleteElem(Q,e);//出队一个元素
	printf("出队元素的值是：%c\n", *e);
	printf("队列中的元素数量是：%d\n", NumQueue(Q));//输出元素个数的函数
	AddSomeElem(Q);//入队四个元素
	PrintQueue(Q);//输出队列元素
}