现采用大小为10的数组实现一个循环队列。设在某一时刻，队列为空且此时front和rear值均为5。经过若干操作后，front为8，rear为2，问：此时队列中有多少个元素？

时间: 2024-05-27 15:10:43 浏览: 196

数组实现循环队列

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数组实现循环队列数组实现循环队列是一种常用的数据结构，用于实现First-In-First-Out（FIFO）的队列结构。在单片机系统中，数组实现循环队列广泛应用于串口通信中，以避免数据的丢失。数组实现循环队列的原理是建立一个循环数组，让数据不断地入数组和出数组，而在从数组中取数据前数组中要有数据，而在入数据之前数组中要有空余的存储单元。这样可以避免数据的丢失和溢出。在实现循环队列时，需要定义一个单独的文件，把 fifo 模块化，使他单独成为一个模块（外部函数只能调用它而不能对他进行修改）。然后，需要对接受数据的 fifo 进行初始化，包括接收数据清空、指向接受数组的头尾指针指向数组的起始位置、设置标志接受 fifo 空满标志位。在判断接受 fifo 的空满时，需要根据头指针和尾指针的位置来判断。如果头指针和尾指针相等时，并且接受 fifo 有数据的标志位为 1 时，说明接收 fifo 为满。此时返回 1 否则返回 0。在往接收 fifo 中放入数据时，首先需要判断接受 fifo 是否为满（调用满函数），若为满则返回-1；否则往接收 fifo 中放入数据（放入数据之后，头指针后移一位并判断是否走到 fifo 的末尾，若是则使其为 0 也就是回环），同时把把标志接受 fifo 有数据的标志位置为 1。在从接收 fifo 中取出数据时，需要首先判断接受 fifo 是否为空，如果为空则返回-1，否则取出数据（判断接受 fifo 的尾指针是否走到 fifo 的末部，若是则使其为 0 也就是回环），接着判断接受 fifo 的头指针和尾指针是否相等，如果相等则说明此刻接受 fifo中数据取完，此刻置接受 fifo 标志位为 0；并且返回取出的数据。在发送和接受数据时，需要在中断函数中调用写入接受 fifo 函数和处理函数。在写入接受 fifo 函数中，需要判断接受 fifo 是否为满，如果慢则给出提示信息，接受完一个后返回 0。在处理函数中，需要将接受 fifo 中的数据（如果接受 fifo 不空且发送 fifo 不满）copy 到发送 fifo 中去。在发送函数中，需要判定是否从发送数组中取到数据，如果没有取到数据则要关闭发送完成中断使能位，并且返回-1；若取到数据则直接发送数据，并返回 0。数组实现循环队列是一种高效的数据结构，可以广泛应用于单片机系统中的串口通信中，以避免数据的丢失和溢出。

在循环队列中，当front和rear值相等且不为空时，表示队列中只有一个元素。当front和rear值相等且为空时，表示队列为空。根据题目中的条件，可以画出队列的状态图： | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| | | | | | | | | | | | 初始状态队列为空，front和rear值均为5。经过一些操作后，front变为8，rear变为2，队列状态如下： | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 此时队列中有3个元素，分别为5、6、7。因为队列是循环的，所以计算队列中元素个数时需要考虑两种情况： 1. front小于等于rear，队列中元素个数为rear - front； 2. front大于rear，队列中元素个数为rear + 10 - front。应用上述公式，可以得到队列中元素个数为3。

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现采用大小为10的数组实现一个循环队列。设在某一时刻，队列为空且此时front和rear值均为5。经过若干操作后，front为8，rear为2，问：此时队列中有多少个元素？

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