手把手教你实现一个循环队列(C语言)

简介: 手把手教你实现一个循环队列(C语言)

这是一道leetcode关于队列的经典题:

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思路:

大家注意这个题目要求,这个队列是定长的,如果满了则不能再添加数据。那么我们设计一个队头front和队尾rear,每次添加数据rear向后走,这时就有一个问题,怎么区分空和满呢?当最后一个数据入队列之后,由于这是个循环队列,rear会回到front这个位置。那么比较好的一种方法就是多开一个空间,满的条件是rear+1==front。

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循环队列的定义:

typedef struct {
    int K;
    int* a;
    int front;
    int rear;
} MyCircularQueue;

循环队列的创建:

为队列和数组创建空间,需要注意的是数组a的空间是K+1个,要多开一个.

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    //多开辟一个空间,用以区分空和满
    obj->K=k;
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(obj->K+1));
    obj->front=0;
    obj->rear=0;
    return obj;
}

判断队列是否为空:

如果front==rear则为空。

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front==obj->rear;
}

判断队列是否为满:

如果rear+1==front则为满,或者说(rear+1)%(k+1)==front。

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->K+1)==obj->front;
}

数据入队列:

先判断队列是否满了,满了则返回false。如果不满则在rear这个位置上添加数据,再把rear++,再将rear=rear%(k+1)。

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;
    obj->rear=(obj->rear)%(obj->K+1);
    return true;
}

数据出队列:

判断一下队列是否为空,空则返回false。出队列直接将front++即可,再将front=front%(k+)。

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    obj->front++;
    obj->front=(obj->front)%(obj->K+1);
    return true;
}

取队列头部数据:

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[obj->front];
}

取队列尾部数据:

这里需要注意,尾部数据的位置是在rear-1这个位置,所以rear-1+k+1就是rear+k.

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[(obj->rear+obj->K)%(obj->K+1)];
}

销毁队列:

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

完整代码:

typedef struct {
    int K;
    int* a;
    int front;
    int rear;
} MyCircularQueue;
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    //多开辟一个空间,用以区分空和满
    obj->K=k;
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(obj->K+1));
    obj->front=0;
    obj->rear=0;
    return obj;
}
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front==obj->rear;
}
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1)%(obj->K+1)==obj->front;
}
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->rear]=value;
    obj->rear++;
    obj->rear=(obj->rear)%(obj->K+1);
    return true;
}
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    obj->front++;
    obj->front=(obj->front)%(obj->K+1);
    return true;
}
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[obj->front];
}
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[(obj->rear+obj->K)%(obj->K+1)];
}
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

这次的分享到这里就结束了,感谢大家的阅读!

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