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什么是循环队列?

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一个会写诗的程序员
发布2021-03-23 12:04:26
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发布2021-03-23 12:04:26
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文章被收录于专栏:一个会写诗的程序员的博客

对于队列最好的方法是使用链表实现,因为对于数组来说,队列可能会出现下面这种情况:

如图所示,不可以继续添加元素,否则会造成数组越界而遭致程序出错。然而此时又不应该扩充数组,因为还有大量实际空间未被占用。   

此时我们应该如何解决这个问题呢?我们将其实现为循环队列。

理解循环队列

何谓循环队列?首先我们要说明的是循环队列仍然是基于数组实现的。但是为了形象化的说明问题,我们如下图所示

 1.图中有两个指针(其实就是两个整数型变量,因为在这里有指示作用,所以这里理解为指针)front、rear,一个指示队头,一个指示队尾。   

 2.rear和front互相追赶着,这个追赶过程就是队列添加和删除的过程,如果rear追到head说明队列满了,如果front追到rear说明队列为空。

3.我们把它掰弯,用的是求余,这样两个值就不会跑出最大范围,并且可以实现弯曲的效果,所以说对于循环队列我们必须给定最大值MAXQSIZE。

这其实是我们臆想的,反正我们要做的就是利用循环来解决空间浪费的问题。  

循环队列的实现过程

当添加一个元素时,(rear+1)%MAXQSIZE; //理解为什么求余?

当删除一个元素时,(front+1)%MAXQSIZE;//理解为什么求余?

当rear=front的时候,队列可能是满,也可能是空。

在循环队列中,当队列为空时,有front=rear,而当所有队列空间全占满时,也有front=rear。为了区别这两种情况,规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素,当循环队列中只剩下一个空存储单元时,队列就已经满了。因此,队列判空的条件是front=rear,而队列判满的条件是front=(rear+1)%MaxSize。      

因为存在满和空两种情况,我们需要分别判断:

满:当队列添加元素到rear的下一个元素是head的时候,也就是转圈子要碰头了,我们就认为队列满了。(Q.rear+1)%MAXSIZE=Q.front

空:当队列删除元素到head=rear的时候,我们认为队列空了。Q.rear==Q.front,不一定为0。

图示:

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