数据结构环形代码出队入队

数据结构中的环形队列（Circular Queue）是一种特殊的线性队列，其特殊之处在于数据元素的存储和访问方式形成一个循环链表。在环形队列中，最后一个元素的下一个位置直接指向第一个元素，形成了一个闭环。

出队操作（Dequeue）：
1. 队列非空时，如果队头不是尾部，就将队头元素移除，并将其前驱的 next 指针置为后继节点；
2. 如果队头是尾部，说明队列已空或只有一个元素，这时需要特殊处理，可能需要移动指针或调整状态以保持环形结构。

入队操作（Enqueue）：
1. 将新元素添加到队尾，即尾部元素的 next 指向第一个元素（如果是第一个元素，则无需改变指向）；
2. 如果队列已满，可能会涉及到扩展队列容量，通常情况下会增加一个新的节点并重新设置环形链接。

相关问题--
1. 如何判断环形队列是否为空？
2. 在出队操作后如何更新队头和队尾指针？
3. 环形队列的优势和应用场景有哪些？

相关问题

数据结构环形代码出队入队代码实现

数据结构中的环形队列（Circular Queue）是一种特殊的线性队列，其特点是最后一个元素的下一个位置不是第一个元素，而是第一个元素之后的一个。这种设计使得插入和删除操作可以在常数时间内完成，即使队列满或空。

下面是用C语言实现环形队列的基本出队（Dequeue）和入队（Enqueue）操作：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int* data;       // 队列元素数组
    int front, rear; // 前端和后端指针
    int size;        // 队列容量
} CircularQueue;

// 初始化环形队列
void init(CircularQueue* cq, int capacity) {
    cq->data = (int*)malloc(capacity * sizeof(int));
    cq->front = cq->rear = -1;
    cq->size = capacity;
}

// 入队操作 (Enqueue)
void enqueue(CircularQueue* cq, int value) {
    if (cq->rear == cq->size - 1) { // 如果已满
        printf("Queue is full.\n");
        return;
    }
    if (cq->front == -1) {   // 队列为空
        cq->front = 0;
    } else {
        cq->rear = (cq->rear + 1) % cq->size; // 根据循环性质更新后端
    }
    cq->data[cq->rear] = value;
}

// 出队操作 (Dequeue)
int dequeue(CircularQueue* cq) {
    if (cq->front == -1) { // 如果队列为空
        printf("Queue is empty.\n");
        return -1;
    }
    if (cq->front == cq->rear) { // 队列只有一个元素，出队后队列结束
        int value = cq->data[cq->front];
        free(cq->data);
        cq->front = cq->rear = -1;
        cq->size = 0;
        return value;
    } else {
        int value = cq->data[cq->front]; // 获取并移除前端元素
        cq->front = (cq->front + 1) % cq->size;
        return value;
    }
}

// 示例
int main() {
    CircularQueue cq;
    init(&cq, 5); // 初始化一个大小为5的队列

    enqueue(&cq, 1);
    enqueue(&cq, 2);
    enqueue(&cq, 3);
    printf("Front element: %d\n", dequeue(&cq)); // 输出1
    printf("Front element after Dequeue: %d\n", dequeue(&cq)); // 输出2

    return 0;
}

循环队列的入队出队代码实现

循环队列是一种特殊的队列数据结构，它通过数组实现，具有队头和队尾两个指针，当队列满时，新的元素会从数组的第一个位置开始添加，形成一个环形。以下是一个简单的循环队列的入队（enqueue）和出队（dequeue）操作的伪代码实现：

// 定义循环队列
template <typename T>
class CircularQueue {
private:
    int front, rear; // 队头和队尾指针
    int size; // 队列容量
    T* buffer; // 存储元素的数组

public:
    // 构造函数
    CircularQueue(int capacity) {
        front = rear = -1;
        size = capacity;
        buffer = new T[size];
    }

    // 出队
    bool dequeue(T& value) {
        if (isEmpty()) return false; // 如果队列为空，返回false
        value = buffer[rear]; // 获取队尾元素
        rear = (rear + 1) % size; // 更新队尾指针，注意模运算防止溢出
        if (rear == front) resize(); // 队尾等于队头，说明队列已空，resize以适应
        return true;
    }

    // 入队
    bool enqueue(const T& value) {
        if (isFull()) return false; // 如果队列已满，返回false
        rear = (rear + 1) % size; // 如果队尾满，移动到队头
        buffer[front] = value; // 将新元素存入队首
        if (front == rear) resize(); // 队列满，resize以适应
        return true;
    }

    // 判断队列是否为空/满
    bool isEmpty() const { return front == rear; }
    bool isFull() const { return (rear + 1) % size == front; }

    // 队列扩容
    void resize() {
        T* newBuffer = new T[2 * size]; // 新建两倍容量的数组
        for (int i = front; i != rear; i = (i + 1) % size) {
            newBuffer[i] = buffer[i];
        }
        delete[] buffer;
        front = rear = 0;
        buffer = newBuffer;
    }

    // 销毁队列
    ~CircularQueue() {
        delete[] buffer;
    }
};