数据结构 -- 队列 & 循环队列 -- 数组实现

        队列是一种特殊的​​线性表​​，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（tail）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。

       以数组实现的队列结构，如果是普通队列，频繁增删元素，会造成数组内存空间的大量流失，所以便有了循环队列，以填补流失的内存空间。

  1. 普通队列实现代码：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <malloc.h>

using namespace std;

#define MAXN 100
#define PUSH_ERROR 0x1
#define POP_ERROR 0x2

/*

front : 队列头

队列大小为MAXN

tail : 队列尾

*/

typedef struct que{
  int arr[MAXN];
  int front,tail;
};

//初始化队列

void init_que(que *q){
  q->front = 0;
  q->tail = 0;
}

//入队列

int push(que *q , int val){
  if (q->tail < MAXN)
  {
    q->arr[q->tail++] = val;
  }else{
    return PUSH_ERROR;
  }
  return 0;
}

//出队列

int pop(que *q){
  if (q->front != q->tail)
  {
    q->front++;
  }else{
    return POP_ERROR;
  }
  return 0;
}

//求队列大小

int calc_size(que *q){
  return q->tail-q->front;
}

//求队列头元素

int front(que *q){
  return q->arr[q->front];
}

int main(void){
  int test = 0;
  que *q = (que*)malloc(sizeof(que));
  init_que(q);
  push(q,1);
  push(q,3);
  push(q,2);
  test = calc_size(q);
  printf("QUE_SIZE : %d\n",test);
  pop(q);
  test = front(q);
  printf("QUE_FRONT : %d\n",test);
  pop(q);
  test = calc_size(q);
  printf("QUE_SIZE : %d\n",test);
  return 0;
}

2. 循环队列实现代码：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <malloc.h>

using namespace std;

#define MAXN 4
#define PUSH_ERROR 0x1
#define POP_ERROR 0x2

/*

front : 队列头

由于front指针指向元素置为空，所以队列大小为MAXN-1

tail : 队列尾

*/

typedef struct que{
  int arr[MAXN];
  int front,tail;
};

//初始化队列

void init_que(que *q){
  q->front = 0;
  q->tail = 0;
}

//入队列

int push(que *q , int val){
  q->tail++;
  if (q->tail != q->front)
  {
    q->arr[(q->tail)%MAXN] = val;
  }else{
    return PUSH_ERROR;
  }
  return 0;
}

//出队列

int pop(que *q){
  q->front++;
  if (q->front != q->tail)
  {
    q->front = (q->front)%MAXN;
  }else{
    return POP_ERROR;
  }
  return 0;
}

//求队列大小

int calc_size(que *q){
  return q->tail-q->front;
}

//求队列头元素

int front(que *q){
  return q->arr[q->front+1];
}

int main(void){
  que *q = (que*)malloc(sizeof(que));
  init_que(q);
  push(q,1);
  push(q,3);
  push(q,2);
  pop(q);
  push(q,20);
  printf("QUE_SIZE : %d\n",calc_size(q));
  printf("QUE_FRONT : %d\n",front(q));
  return 0;
}