实现环形队列的基本运算

Question

实验内容： 编写一个程序sqqueue.cpp,实现环形队列的各种基本运算（假设环形队列的元素类型为Elem Type为char），并在次基础上设计一个程序exp2-2.cpp，完成以下功能。（1）初始化队列q。（2）判断队列q是否为空。（3）依次插入a、b、c。（4）出队一个元素，输出该元素。（5）依次进队d、e、f。（6）输出出队序列。（7）释放队列q。

Answer 1

以下回复参考：皆我百晓生、券券喵儿等免费微信小程序作答:

以下是使用C语言实现环形队列的基本运算的示例代码。首先，我们定义一个环形队列结构体，并实现其基本操作。然后，我们创建一个名为exp2-2.cpp的程序，使用这些基本操作来完成指定的任务。

首先是sqqueue.h头文件，定义了环形队列及其基本操作：

#ifndef SQQUEUE_H
#define SQQUEUE_H

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

#define MAX_SIZE 100 // 队列的最大长度

typedef char ElemType; // 定义元素类型为char

typedef struct {
    ElemType data[MAX_SIZE]; // 存储元素的数组
    int front; // 队头指针
    int rear; // 队尾指针
} SqQueue;

// 初始化队列
void InitQueue(SqQueue *q);

// 判断队列是否为空
int IsEmpty(SqQueue *q);

// 入队操作
void EnQueue(SqQueue *q, ElemType e);

// 出队操作并返回出队元素
ElemType DeQueue(SqQueue *q);

// 输出队列元素
void PrintQueue(SqQueue *q);

// 释放队列内存
void FreeQueue(SqQueue *q);

#endif // SQQUEUE_H

然后是sqqueue.c文件，实现了上述定义的各个函数：

#include "sqqueue.h"

void InitQueue(SqQueue *q) {
    q->front = q->rear = 0; // 初始化队头和队尾指针为0（环形队列）
}

int IsEmpty(SqQueue *q) {
    return (q->front == q->rear); // 判断队列是否为空，如果队头和队尾相等则表示队列为空。注意这里使用的是循环队列的思想，所以需要取模运算。具体实现取决于你的循环队列的实现方式。这里假设front和rear都是指向数组中的索引位置。如果front == rear则表示队列为空。如果是其他实现方式（比如指针），则需要做相应的调整。如果是链表实现则不需要考虑循环问题。如果是数组实现且存在头尾相接的情况则需要判断队尾指针是否在队头指针之前来确认队列是否为空。对于这个问题这里采用数组实现的循环队列方式。因此直接比较front和rear即可判断队列是否为空。如果front和rear相等则队列为空，否则队列不为空。需要注意的是由于使用了循环思想这里的等于并非普通的等号运算，而是应该取模后进行比较。" === replace:="" code="``c\nint\tisEmpty(sqqueue\t*q)\n{\n\treturn\t(q->front\t==\t(q->rear\t% MAX_SIZE));\n}\n```===继续写实现的剩余部分以及exp2-2.cpp程序=== 下面是sqqueue.c的剩余部分： ` ` `c void EnQueue(SqQueue *q, ElemType e) { if ((q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front) { printf("Queue is full.\n"); return; } q->data[q->rear] = e; q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE; } ElemType DeQueue(SqQueue *q) { if (IsEmpty(q)) { printf("Queue is empty.\n"); return '\0'; } ElemType e = q->data[q->front]; q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE; return e; } void PrintQueue(SqQueue *q) { if (IsEmpty(q)) printf("Queue is empty.\n"); else { int i = q->front; while (i != q->rear) { printf("%c ", q->data[i]); i = (i + 1) % MAX_SIZE; } printf("\n"); } } void FreeQueue(SqQueue *q) { free(q); } ``` 最后是exp2-2.cpp程序： ```c #include <stdio.h> #include "sqqueue.h" int main() { SqQueue q; InitQueue(&q); printf("Queue initialized.\n"); printf("Is queue empty? %s\n", IsEmpty(&q) ? "Yes" : "No"); EnQueue(&q, 'a'); EnQueue(&q, 'b'); EnQueue(&q, 'c'); printf("Dequeued element is %c\n", DeQueue(&q)); EnQueue(&q, 'd'); EnQueue(&q, 'e'); EnQueue(&q, 'f'); printf("Elements in queue are: "); PrintQueue(&q); FreeQueue(&q); printf("Queue released.\n"); return 0; } ``` 这个程序中我们首先初始化了一个环形队列`q`，然后判断队列是否为空。接着依次插入元素`a`、`b`、`c`，并出队一个元素并输出。然后再次插入元素`d`、`e`、`f`，并输出队列中的所有元素。最后释放队列所占用的内存空间。 在实际使用中可能需要根据实际需求调整代码中的某些部分，例如元素的插入和删除顺序等。这个示例代码仅供参考和学习使用。