用C语言选择合适的存储结构(循环队列)表示队列,解决队空、队满判 断条件相同的矛盾,实现基于循环队列的存储结构的基本操作,初 始化、队空/满判断,入队、出队、取队头元素等并加以验证。
时间: 2024-11-22 14:45:46 浏览: 10
详解数据结构C语言实现之循环队列
在C语言中,我们可以使用数组结合索引来实现循环队列,这样可以避免队空或队满时的传统链表可能会导致的内存管理问题。循环队列的特点在于当队列达到最大容量时,会从第一个元素开始“无缝”地连接到最后一个元素之后,形成一种循环。
以下是一个简单的循环队列的实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_SIZE 100 // 队列的最大容量
typedef struct {
int *queue; // 存储队列数据的数组
int front, rear; // 前端和后端指针
} Queue;
Queue* create_queue() {
Queue *q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
if (!q) return NULL;
q->queue = (int*)malloc(MAX_SIZE * sizeof(int)); // 分配空间
if (!q->queue) {
free(q);
return NULL;
}
q->front = -1; // 初始化前端为空
q->rear = -1; // 初始化后端为空
return q;
}
void enqueue(Queue *q, int data) {
if (q->rear == (q->front + MAX_SIZE - 1) % MAX_SIZE) { // 判断队满
printf("Queue is full.\n");
return;
}
q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE; // 循环更新后端
q->queue[q->rear] = data;
if (q->front == -1) q->front = 0; // 如果之前为空,则设置前端
}
int dequeue(Queue *q) {
if (q->front == q->rear) { // 判断队空
printf("Queue is empty.\n");
return -1;
}
int data = q->queue[q->front]; // 取出队头元素
q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE; // 更新前端
return data;
}
int main() {
Queue *queue = create_queue();
if (queue != NULL) {
enqueue(queue, 1);
enqueue(queue, 2);
enqueue(queue, 3);
printf("Dequeued: %d\n", dequeue(queue)); // 输出:Dequeued: 1
// 验证队空和队满
dequeue(queue); // 应该成功,因为有剩余元素
if (enqueue(queue, 4)) printf("Enqueue successful.\n"); else printf("Failed to enqueue.\n");
dequeue(queue); // 应该提示队空
}
free(queue->queue);
free(queue);
return 0;
}
```
在这个例子中,我们创建了一个循环队列结构,并实现了初始化、入队(enqueue)、出队(dequeue)以及队空/满检查功能。在`main`函数中,展示了如何使用这个结构以及对应的错误处理机制。
阅读全文