环形队列是循环队列吗（环形队列的实现）

编程日记 • 2025-02-16 14:17 • 阅读 18

队列的特性: 先进先出,环形队列也不例外,只不过这里的队尾指向队头,所以环形队列也叫"环形缓冲器",同时环形队列的大小是固定的,它可以重复利用某一位置。

环形队列分两种: 链表和数组,这里我们写的是数组的实现方法

我们定义两个变量front和rear,一个指向队头一个指向队尾,每次插入元素的时候rear就++指向下一个位置,这里跟我们顺序表的插入其实是一样的,只不过当rear == n(数组长度-这里我们循环队列的长度是固定的), rear == n的时候我们应该让rear返回到下标为0的位置,或者可以直接对数组长度取模。

入元素(队尾)
出元素(队头)
判空
判满
返回队头元素
返回队尾元素

不过这样写的话会有个问题,就是判空和判满如何判断?,判空简单,判断front是否等于rear就可以了,但如果按照我们上面那个思路的话,当rear+1此时等于n再取模的时候变为0,但是此时数组元素是满的
如下图:
在这里插入图片描述
这里有两种解决方案:

这里我们写第二种,第一种我放在文章末尾了
在这里插入图片描述

这里我们多开辟一个空间的目的就是防止判空与判满冲突,只要我们的rear+1再对数组长度+1取模等于我们的front就相当于满了,由于之前我们没有多开辟一个空间的时候是直接对数组长度取模,这里多开辟的一个就是对数组长度+1取模

由于队列的特性是:队头入,队尾出。

队头出:
只要我们的front还小于数组长度+1(由于我们多开了一个空间,所以我们此时的长度为原数组长度+1),那我们就可以放心的直接front++,否则我们就要让front++的值对数组长度+1取模
在这里插入图片描述
队尾入:

队尾入也是一样的,只需要当rear等于数组+1的时候要对数组加一取模

动图演示:
在这里插入图片描述

取队头元素简单,直接取front位置的元素即可

重点是取队尾元素:

1.rear > 0
在这里插入图片描述

rear == 0

如果此时rear == 0,rear-1就为-1,这样就会导致数组越界,所以我们取(rear-1+SIZE+1）%(SIZE+1)位置的元素,此时即便rear = 0,那我们取得也是最后一个元素,同时rear > 0的时候也是满足条件的。
在这里插入图片描述
综上: 我们取队尾元素的时候可以都直接让rear-1再加上数组长度+1再对他取模(数组长度+1)就可以得到准确的位置了。

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