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設計回圈佇列--C語言

2021-04-30 16:25:12 軟體設計

1.設計要求

設計你的回圈佇列實作, 回圈佇列是一種線性資料結構,其操作表現基于 FIFO(先進先出)原則并且隊尾被連接在隊首之后以形成一個回圈,它也被稱為“環形緩沖器”,
你的實作應該支持如下操作:

MyCircularQueue(k): 構造器,設定佇列長度為 k ,
Front: 從隊首獲取元素,如果佇列為空,回傳 -1 ,
Rear: 獲取隊尾元素,如果佇列為空,回傳 -1 ,
enQueue(value): 向回圈佇列插入一個元素,如果成功插入則回傳真,
deQueue(): 從回圈佇列中洗掉一個元素,如果成功洗掉則回傳真,
isEmpty(): 檢查回圈佇列是否為空,
isFull(): 檢查回圈佇列是否已滿,

來源:力扣(LeetCode)
鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/design-circular-queue

2.設計思路流程

1.我們先采用鏈表的方法實作,使鏈表的尾結點的指標指向頭節點,這樣就形成了一個回圈鏈表,插入資料時插入到尾結點,采用尾插法,但是這樣存在一個問題:空和滿的條件是一樣的,無法判斷慷訓是滿,此時判斷條件都是head==tail,
在這里插入圖片描述

2.上述方法不可取,我們空出來一個結點的方法,比如說有4個結點,但是我們只存盤三個資料,判斷空的條件還是head==tail,但是我修改判斷滿的條件為尾結點的下一個是頭節點為滿,插入資料我們依然采用尾插法,
在這里插入圖片描述
3.以上方法均采用的是鏈表的形式,鏈表上在物理結果和邏輯結構上都是連續的,都是回圈的,這使讀者更加直觀了解回圈佇列的實作,但是回圈佇列所存盤的元素是一定的k個,不需要動態開辟記憶體空間,我們可以考慮采用順序表來實作,順序表在物理結構上并不連續,但是在邏輯結構上是連續的,
在這里插入圖片描述

3.代碼實作

typedef struct 
{
    int* a;
    int k;//佇列對多能存盤多少資料
    int front;//頭
    int tail;//尾(隊尾資料下一個)
} MyCircularQueue;

(1)MyCircularQueue(k): 構造器,設定佇列長度為 k

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) 
{
    MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    obj->front=0;
    obj->tail=0;
    obj->k=k;
    return obj;
}

(2)Front: 從隊首獲取元素,如果佇列為空,回傳 -1

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    else
    {
        return obj->a[obj->front];
    }
}

(3)Rear: 獲取隊尾元素,如果佇列為空,回傳 -1

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return -1;
    }
    else
    {
        int tailPrev=obj->tail-1;
        if(tailPrev==-1)
        {
            tailPrev=obj->k;
        }
        return obj->a[tailPrev];
    }
}

(4)enQueue(value): 向回圈佇列插入一個元素,如果成功插入則回傳真

在這里插入圖片描述

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) 
{
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        obj->a[obj->tail]=value;
        ++obj->tail;
        if(obj->tail==obj->k+1)
        {
            obj->tail=0;
        }
    }
    return true;
}

(5)deQueue(): 從回圈佇列中洗掉一個元素,如果成功洗掉則回傳真

在這里插入圖片描述

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) 
{
    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        ++obj->front;
        if(obj->front==obj->k+1)
        {
            obj->front=0;
        }
    }
    return true;
}

(6)isEmpty(): 檢查回圈佇列是否為空

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) 
{
    return obj->front==obj->tail;
}

(7)isFull(): 檢查回圈佇列是否已滿

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) 
{
    int tailNext=obj->tail+1;
    if(tailNext==obj->k+1)
    {
        tailNext=0;
    } 
    return tailNext==obj->front;
}

(8)Free(): 銷毀回圈佇列

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) 
{
    free(obj->a);
    free(obj);
}

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/281680.html

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