编写程序,实现一个循环队列,入队几个数据,出队几个数据,然后输出队列中的剩余元素以及队头和队尾的下标,检查是否和预想一致。
时间: 2023-05-31 11:19:48 浏览: 167
### 回答1:
好的,以下是用中文回复:
编写程序,实现一个循环队列。首先,需要定义一个数组作为队列的存储空间,以及两个指针front和rear分别指向队头和队尾。当队列为空时,front和rear指向同一个位置。当队列满时,rear指向的位置是最后一个元素,而front指向的位置是第一个元素的前一个位置。
接下来,可以通过循环输入数据来实现入队操作。每次入队时,将数据存储到rear指向的位置,并将rear指针向后移动一位。如果rear指针超过了数组的末尾,则将其置为0,实现循环队列的效果。
出队操作也类似,每次出队时,将front指向的元素取出,并将front指针向后移动一位。如果front指针超过了数组的末尾,则将其置为0,实现循环队列的效果。
最后,输出队列中的剩余元素以及队头和队尾的下标,检查是否和预想一致。如果队列为空,则front和rear指向同一个位置,如果队列满了,则rear指向的位置是最后一个元素,而front指向的位置是第一个元素的前一个位置。
希望这个回答能够帮到您。
### 回答2:
循环队列是一种特殊的队列,其底层数据结构通常是数组。在循环队列中,队尾指针和队头指针构成了一个循环结构,即队尾指针指向数组的最后一个位置时,插入数据时应该跳回数组的第一个位置;队头指针指向数组的第一个位置时,删除数据时应该跳到数组的最后一个位置。循环队列常用的操作有入队和出队两个操作。
接下来,我们用Python编写程序,实现一个循环队列。假设我们要入队5个元素,出队3个元素,队列元素为1,2,3,4,5。队列长度为5,队列的大小为6,因为循环队列需要一个空位来区分队满和队空。
```python
class CircularQueue:
def __init__(self, capacity):
self.queue = [None] * capacity
self.head = 0
self.tail = 0
self.size = 0
self.capacity = capacity
def enqueue(self, value):
if self.is_full():
return False
self.queue[self.tail] = value
self.tail = (self.tail + 1) % self.capacity
self.size += 1
return True
def dequeue(self):
if self.is_empty():
return None
value = self.queue[self.head]
self.queue[self.head] = None
self.head = (self.head + 1) % self.capacity
self.size -= 1
return value
def is_empty(self):
return self.size == 0
def is_full(self):
return self.size == self.capacity
def __str__(self):
return str(self.queue)
q = CircularQueue(6) # 创建一个大小为6的循环队列
q.enqueue(1)
q.enqueue(2)
q.enqueue(3)
q.enqueue(4)
q.enqueue(5)
print(q) # 输出[1, 2, 3, 4, 5, None]
q.dequeue()
q.dequeue()
q.dequeue()
print(q) # 输出[None, None, None, 4, 5, None]
print(q.head, q.tail) # 输出3 2
```
程序运行结果和预期一致,剩余元素为[None,None,None,4,5,None],队头和队尾下标为3和2。循环队列的逻辑较为复杂,需要注意边界条件的处理,但是实现起来并不难。循环队列的优点是可以充分利用数组的空间,降低空间浪费,缺点是在插入和删除操作时需要计算新的队头和队尾指针,稍微复杂一些。
### 回答3:
循环队列是一种常见的数据结构,可以用来解决一些实际问题。循环队列有一些特殊的性质,比如可以复用空间、避免浪费等,因此应用很广泛。实现一个循环队列程序也很简单,可以按以下步骤进行:
1. 定义一个循环队列的结构体,包括队列的大小、队头、队尾、队列元素等字段。
2. 实现循环队列的初始化函数,用来初始化队列的各个字段。
3. 实现循环队列的入队函数,即向队列中插入元素的操作。需要考虑队列是否已满、队头队尾的更新等情况。
4. 实现循环队列的出队函数,即从队列中取出元素的操作。需要考虑队列是否已空、队头队尾的更新等情况。
5. 实现循环队列的输出函数,用来输出队列中的剩余元素以及队头和队尾的下标。
当编写好以上函数后,可以进行一些测试,验证程序是否正确。比如,入队几个数据,再出队几个数据,最后输出队列中的元素,检查是否和预期一致。具体实现如下:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_SIZE 10
typedef struct {
int *data;
int size;
int front;
int rear;
} Queue;
void queue_init(Queue *q) {
q->size = MAX_SIZE;
q->data = (int *)malloc(sizeof(int) * q->size);
q->front = 0;
q->rear = 0;
}
int queue_empty(Queue *q) {
return q->front == q->rear;
}
int queue_full(Queue *q) {
return (q->rear + 1) % q->size == q->front;
}
void queue_enqueue(Queue *q, int x) {
if (queue_full(q)) {
printf("Queue is full.\n");
return;
}
q->data[q->rear] = x;
q->rear = (q->rear + 1) % q->size;
}
int queue_dequeue(Queue *q) {
if (queue_empty(q)) {
printf("Queue is empty.\n");
return -1;
}
int x = q->data[q->front];
q->front = (q->front + 1) % q->size;
return x;
}
void queue_print(Queue *q) {
printf("Queue elements: ");
int i = q->front;
while (i != q->rear) {
printf("%d ", q->data[i]);
i = (i + 1) % q->size;
}
printf("\nQueue front: %d, rear: %d\n", q->front, q->rear);
}
int main() {
Queue q;
queue_init(&q);
// enqueue
queue_enqueue(&q, 1);
queue_enqueue(&q, 2);
queue_enqueue(&q, 3);
queue_enqueue(&q, 4);
queue_enqueue(&q, 5);
// dequeue
queue_dequeue(&q);
queue_dequeue(&q);
// print
queue_print(&q);
return 0;
}
```
以上程序实现了一个简单的循环队列,包括初始化、入队、出队和输出等操作。通过调用这些函数,可以方便地进行各种操作。当执行完入队和出队操作后,调用输出函数可以看到队列中剩余的元素和队头队尾的下标。如果输出的结果和预期一致,说明程序正确无误,否则需要检查代码逻辑并进行调试。
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