数据结构之自建算法库——顺序环形队列

本文针对数据结构基础系列网络课程(3)：栈和队列中第9课时环形队列的存储及基本操作。

按照“0207将算法变程序”[视频]部分建议的方法，建设自己的专业基础设施算法库。

下图是数据存储结构设计及各种操作实现的要点：

顺序环形队列算法库采用程序的多文件组织形式，包括两个文件：
　　
　　1.头文件：sqqueue.h，包含定义顺序环形队列数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；

#ifndef SQQUEUE_H_INCLUDED
#define SQQUEUE_H_INCLUDED

#define MaxSize 5
typedef char ElemType;
typedef struct
{
    ElemType data[MaxSize];
    int front,rear;     /*队首和队尾指针*/
} SqQueue;


void InitQueue(SqQueue *&q);  //初始化顺序环形队列
void DestroyQueue(SqQueue *&q); //销毁顺序环形队列
bool QueueEmpty(SqQueue *q);  //判断顺序环形队列是否为空
int QueueLength(SqQueue *q);   //返回队列中元素个数，也称队列长度
bool enQueue(SqQueue *&q,ElemType e);   //进队
bool deQueue(SqQueue *&q,ElemType &e);  //出队

#endif // SQQUEUE_H_INCLUDED

　　2.源文件：sqqueue.cpp，包含实现各种算法的函数的定义

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

void InitQueue(SqQueue *&q)  //初始化顺序环形队列
{
    q=(SqQueue *)malloc (sizeof(SqQueue));
    q->front=q->rear=0;
}
void DestroyQueue(SqQueue *&q) //销毁顺序环形队列
{
    free(q);
}
bool QueueEmpty(SqQueue *q)  //判断顺序环形队列是否为空
{
    return(q->front==q->rear);
}


int QueueLength(SqQueue *q)   //返回队列中元素个数，也称队列长度
{
    return (q->rear-q->front+MaxSize)%MaxSize;
}

bool enQueue(SqQueue *&q,ElemType e)   //进队
{
    if ((q->rear+1)%MaxSize==q->front)  //队满上溢出
        return false;
    q->rear=(q->rear+1)%MaxSize;
    q->data[q->rear]=e;
    return true;
}
bool deQueue(SqQueue *&q,ElemType &e)  //出队
{
    if (q->front==q->rear)      //队空下溢出
        return false;
    q->front=(q->front+1)%MaxSize;
    e=q->data[q->front];
    return true;
}

　　3.在同一项目（project）中建立一个源文件(如main.cpp)，编制main函数，完成相关的测试工作。 例：

#include <stdio.h>
#include "sqqueue.h"

int main()
{
    ElemType e;
    SqQueue *q;
    printf("(1)初始化队列q\n");
    InitQueue(q);
    printf("(2)依次进队列元素a,b,c\n");
    if (enQueue(q,'a')==0) printf("队满,不能进队\n");
    if (enQueue(q,'b')==0) printf("队满,不能进队\n");
    if (enQueue(q,'c')==0) printf("队满,不能进队\n");
    printf("(3)队列为%s\n",(QueueEmpty(q)?"空":"非空"));
    if (deQueue(q,e)==0)
        printf("队空,不能出队\n");
    else
        printf("(4)出队一个元素%c\n",e);
    printf("(5)队列q的元素个数:%d\n",QueueLength(q));
    printf("(6)依次进队列元素d,e,f\n");
    if (enQueue(q,'d')==0) printf("队满,不能进队\n");
    if (enQueue(q,'e')==0) printf("队满,不能进队\n");
    if (enQueue(q,'f')==0) printf("队满,不能进队\n");
    printf("(7)队列q的元素个数:%d\n",QueueLength(q));
    printf("(8)出队列序列:");
    while (!QueueEmpty(q))
    {
        deQueue(q,e);
        printf("%c ",e);
    }
    printf("\n");
    printf("(9)释放队列\n");
    DestroyQueue(q);
    return 0;
}