04循环队列的基本操作

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循环队列操作实验报告

实验目的：通过本次实验，掌握循环队列的基本概念和操作方法，了解其在实际应用中的优势，并能够熟练运用循环队列解决实际问题。

实验环境：操作系统：Windows 10编程语言：C语言开发环境：Visual Studio实验内容：1. 循环队列的定义及初始化2. 循环队列的入队操作3. 循环队列的出队操作4. 循环队列的判空操作5. 循环队列的判满操作6. 循环队列的遍历操作7. 循环队列的应用实例实验步骤：一、循环队列的定义及初始化1. 定义循环队列的数据结构：```c#define MAX_SIZE 100 // 定义队列的最大容量typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储队列元素的数组int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针} CircleQueue;```2. 初始化循环队列：```cvoid InitQueue(CircleQueue q) {q->front = q->rear = 0; // 初始化队头和队尾指针}```二、循环队列的入队操作1. 判断队列是否已满：```cint IsFull(CircleQueue q) {return (q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front;}```2. 入队操作：```cint EnQueue(CircleQueue q, int e) {if (IsFull(q)) {return 0; // 队列已满，无法入队}q->data[q->rear] = e; // 将元素e入队q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE; // 更新队尾指针return 1; // 入队成功}```三、循环队列的出队操作1. 判断队列是否为空：```cint IsEmpty(CircleQueue q) {return q->front == q->rear;}```2. 出队操作：```cint DeQueue(CircleQueue q, int e) {if (IsEmpty(q)) {return 0; // 队列为空，无法出队}e = q->data[q->front]; // 将队头元素出队q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE; // 更新队头指针 return 1; // 出队成功}```四、循环队列的判空操作1. 判断队列是否为空：```cint IsEmpty(CircleQueue q) {return q->front == q->rear;}```五、循环队列的判满操作1. 判断队列是否已满：```cint IsFull(CircleQueue q) {return (q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front; }```六、循环队列的遍历操作1. 遍历循环队列：```cvoid TraverseQueue(CircleQueue q) {if (IsEmpty(q)) {printf("队列为空，无法遍历。

循环队列及链队列的基本操作头歌

循环队列及链队列的基本操作1. 循环队列的基本概念和原理循环队列是一种常见的数据结构，它具有队列的特点，即先进先出（FIFO）。

与普通队列相比，循环队列的特点在于它可以充分利用数组的空间，解决了普通队列在出队操作时需要频繁搬移数据的问题。

循环队列的基本原理是使用环形数组来实现队列的存储和操作，通过头指针和尾指针的移动，实现队列的入队和出队操作。

2. 循环队列的基本操作2.1 入队操作：将元素插入队列的尾部，并更新尾指针的位置。

2.2 出队操作：从队列的头部取出元素，并更新头指针的位置。

2.3 判空操作：当头指针和尾指针重合时，队列为空。

2.4 判满操作：当尾指针的下一个位置与头指针重合时，队列为满。

3. 链队列的基本概念和原理链队列是另一种常见的队列实现方式，与循环队列不同的是，链队列使用链表来存储队列元素。

链队列的基本原理是使用链表的头节点和尾节点来实现队列的操作，通过指针的移动，实现入队和出队操作。

4. 链队列的基本操作4.1 入队操作：将元素插入队列的尾部，并更新尾节点的位置。

4.2 出队操作：从队列的头部取出元素，并更新头节点的位置。

4.3 判空操作：当头节点和尾节点指向同一个节点时，队列为空。

4.4 遍历操作：通过指针的遍历，可以获取队列中的所有元素。

5. 总结和回顾通过对循环队列和链队列的基本概念、原理和操作进行分析，我们可以看出它们都是用于实现队列功能的数据结构，但在不同的场景下有着不同的优势和应用。

循环队列适合于对空间有限且需要频繁进行入队和出队操作的场景，而链队列适合于对空间要求宽松、对操作有一定顺序要求的场景。

6. 个人观点和理解在实际编程中，循环队列和链队列都有着各自的优点和局限性，需要根据具体的场景和需求来选择合适的队列实现方式。

在使用循环队列时，需要注意头尾指针的移动，避免产生死循环和队列溢出的问题；而在使用链队列时，需要考虑对节点的动态分配和释放，避免产生内存泄漏和指针错乱的问题。

数据结构试验(队列)

实验报告名称：
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实验4: 顺序循环队列基本操作一、实验目的
1．熟悉并能实现顺序循环队列的定义和基本操作。

2．了解用队列解决实际应用问题。

二、实验要求
1．进行队列的基本操作时要注意队列“先进先出”的特性。

2．复习关于栈操作的基础知识。

3．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。

4．整理并上交实验报告。

三、实验内容
1．掌握队列的思想及其存储实现。

2．掌握队列的常见算法的程序实现：
(1.) 判断队列是否为空
(2.) 测试队列的长度
(3.) 取队头元素值
(4.) 向队列中插入一新元素
(5.) 删除队列中一元素
3．在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。

循环队列基本操作的实现

循环队列基本操作的实现循环队列是一种特殊的队列，它的特点是在连续的存储空间中循环使用。

实现循环队列的基本操作包括初始化队列、入队、出队和判空等。

接下来我将逐个介绍这些操作的实现方法。

1.初始化队列初始化队列的操作包括分配内存空间和设置队头和队尾指针。

在具体实现中，首先需要定义一个循环队列的结构体，包含队列的最大长度、队头指针(front)和队尾指针(rear)以及用于存放元素的数组。

然后使用malloc函数动态分配内存空间，并将队头和队尾指针初始化为0。

2.入队入队操作向队列中添加一个元素。

需要判断队列是否已满，即rear+1等于front，如果是则表示队列已满，不可插入新元素。

否则，将新元素插入到rear指针指向的位置，并更新rear指针。

3.出队出队操作将队头元素删除并返回。

首先需要判断队列是否为空，即front等于rear，如果是则表示队列为空，无法执行出队操作。

否则，将队头指针向后移动一位，并返回删除的元素。

4.判空判空操作用于判断队列是否为空。

当队头指针等于队尾指针时，表示队列为空。

5.判满判满操作用于判断队列是否已满。

当队尾指针的下一位等于队头指针时，表示队列已满。

实现循环队列的基本操作需要考虑边界条件，如何确定队列已满或为空，并且要注意队列的环形特点。

下面给出一个具体的实现示例：```Ctypedef structint* data; // 存放元素的数组int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针int maxSize; // 最大长度} CircularQueue;//初始化队列void initQueue(CircularQueue* queue, int maxSize)queue->data = (int*)malloc(maxSize * sizeof(int));queue->front = queue->rear = 0;queue->maxSize = maxSize;//入队操作void enQueue(CircularQueue* queue, int element)if ((queue->rear + 1) % queue->maxSize == queue->front)printf("Queue is full\n");return;}queue->data[queue->rear] = element;queue->rear = (queue->rear + 1) % queue->maxSize; //出队操作int deQueue(CircularQueue* queue)if (queue->front == queue->rear)printf("Queue is empty\n");return -1;}int element = queue->data[queue->front];queue->front = (queue->front + 1) % queue->maxSize; return element;//判空操作int isEmpty(CircularQueue* queue)return queue->front == queue->rear;//判满操作int isFull(CircularQueue* queue)return (queue->rear + 1) % queue->maxSize == queue->front;```以上就是循环队列的基本操作的实现方法。

数据结构实验4循环队列的实现和运算

数据结构实验4循环队列的实现和运算循环队列是一种特殊的队列，它的特点是可以循环利用已经出队的元
素所占用的空间。

循环队列采用一维数组来实现，通常需要两个指针（称
为队头指针front和队尾指针rear）。

循环队列的基本操作包括初始化、判空、判满、入队、出队、获取队
头元素等。

1. 初始化：循环队列的初始化很简单，只需将队头指针front和队
尾指针rear都置为0即可。

2. 判空：当队头指针front和队尾指针rear相等时，队列为空。

3. 判满：当队尾指针rear加1后等于队头指针front时，队列为满。

4. 入队操作：在插入元素之前，需要判断队列是否已满。

如果队列
为满，则无法插入新的元素；否则，在rear指针的位置插入新的元素，
并将rear指针往后移动一位。

5. 出队操作：在删除元素之前，需要判断队列是否为空。

如果队列
为空，则无法删除元素；否则，在front指针的位置删除元素，并将
front指针往后移动一位。

6. 获取队头元素：获取队列的队头元素很简单，只需返回front指
针位置的元素即可。

循环队列的实现比较简洁高效，主要是通过取模运算来实现队列指针
的循环移动。

当rear指针到达数组的最后一个位置时，再插入新的元素时，需要将rear指针指向数组的第一个位置；当front指针在数组的最
后一个位置上时，再删除元素时，需要将front指针指向数组的第一个位置。

通过循环队列的实现和运算，可以高效地进行队列的操作，从而提高算法的执行效率。

在实际应用中，循环队列常被用于实现缓冲区、进程调度等场景。

循环队列入队操作公式

循环队列入队操作公式循环队列是一种常见的数据结构，在很多编程和算法相关的场景中都会用到。

要说这循环队列入队操作公式，那咱们得好好说道说道。

我记得之前有一次给学生们讲这个知识点的时候，有个小家伙一直皱着眉头，满脸困惑。

我就问他：“咋啦，没听懂？”他怯生生地说：“老师，这也太复杂了，我感觉脑子都转不过来了。

”我笑了笑，心想，得换个法子让他们明白。

循环队列啊，就像是一个环形的跑道。

想象一下，一群小朋友在这个环形跑道上排队跑步。

跑道上能站的位置是有限的，就像循环队列的存储空间是有限的一样。

那循环队列入队操作公式到底是啥呢？简单来说，就是要找到一个合适的位置把新元素放进去。

这就需要考虑队列的当前状态，比如队头和队尾的位置。

假设我们的循环队列长度为n，队头指针为front，队尾指针为rear。

当 rear 不等于 front 时，如果 rear 再往后移一位就会超过队列的末尾，那么此时 rear 就应该回到队列的开头，也就是 rear = (rear + 1) % n 。

这就好比小朋友在跑道上跑，跑到尽头就得回到起点重新跑。

咱们再深入一点说，入队操作的时候还得判断队列是不是满了。

如果 (rear + 1) % n == front ，那就说明队列满了，不能再入队了。

不然新元素就没地方站啦，就像跑道上已经挤满了小朋友，再也塞不下一个人了。

为了让学生们更好地理解，我在黑板上画了个大大的环形跑道，标上了 front 和 rear 的位置，然后拿着小粉笔，一步一步地演示入队的过程。

“同学们，看这里，假如现在 rear 在这儿，front 在这儿，我们要入队一个新元素，rear 就得这样移动……”我一边说一边比划着，学生们的眼睛紧紧地盯着黑板，慢慢地，他们的表情从迷茫变得清晰起来。

那个一开始困惑的小家伙，眼睛突然亮了起来，大声说：“老师，我懂啦！”那一刻，我心里别提多高兴了。

总之，循环队列入队操作公式虽然看起来有点复杂，但只要我们把它想象成那个环形跑道上的小朋友排队，理解起来也就没那么难啦。

循环队列基本操作的实现

PrintQueue(Q); //输出循环队列Q中的元素
break;
case 4: //输出队头元素
if(GetHead(Q,e))
cout<<"队头元素为："<<e<<endl;
else
cout<<"当前队列为空队列，没有队头元素"<<endl;
break;
case 5: //输出队尾元素
if(GetTail(Q,e))
}
int main()
{
SqQueue Q; //定义循环队列Q
int k;
char e;
bool flag;
InitQueue(Q); //初始化循环队列Q
cout<<"循环队列Q初始化成功"<<endl;
//循环显示菜单，完成循环队列的一系列操作
do{
showmenu();
cout<<"请选择要执行的操作序号"<<endl;
bool DeQueue(SqQueue &Q,char &e)
{
if(Q.front==Q.rear)
return false;
e = Q.base[Q.front];
Q.front = (Q.front+1)%MAXSIZE;
return true;
}
//取循环队列Q的队头元素，用参数e返回取得的队头元素
bool GetHead(SqQueue Q,char &e)
{
if(Q.front!=Q.rear)
{
e=Q.base[Q.front];

数据结构循环队列（基本操作及图示）

数据结构循环队列（基本操作及图⽰）————————————————————————————————————————————如果使⽤顺序表作为队列的话，当处于右图状态则不能继续插⼊新的队尾元素，否则会因为数组越界⽽导致程序代码被破坏。

由此产⽣了由链表实现的循环队列，只有队列未满时才可以插⼊新的队尾元素。

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/* 初始化队列 */使⽤指针*base申请100个内存空间，front和rear分别为0，此时队列为空/* 判断空或满 */初始化时，front = rear = 0 时为空，Q->rear = （0+1）%100 = 1，队列未满可以插⼊队列⼊队3个元素时，rear = 3，Q->rear = （3+1）%100 = 4，队列未满⼊队99个元素时，rear = 99，Q->rear = （99+1）%100 = 0，队列满，不可⼊队出队2个元素时，front = 2出队后，执⾏两次 Q->front = (Q->front + 1) % MAXQSIZE，得到Q->front = 2再次⼊队1个元素时，rear = 0，Q->rear = （99+1）%100=0，队列未满，可以⼊队实现代码：1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3#define OK 14#define ERROR 05#define OVERFLOW -26#define MAXQSIZE 1007 typedef int Status;8 typedef int QElemType;9 typedef struct Node10 {11 QElemType *base; //初始化动态分配存储空间12int front;13int rear;14 } SqQueue;15 Status InitQueue(SqQueue *Q)16 {17 Q->base = (QElemType *)malloc(MAXQSIZE * sizeof(QElemType));18if (!Q->base)19 exit(OVERFLOW);20 Q->front = Q->rear = 0;21return OK;22 }23 Status EnQueue(SqQueue *Q, QElemType elem)24 {25//队列为空时 1%100==1,队列满时(99+1)%100==0,最多容纳99个元素26if ((Q->rear + 1) % MAXQSIZE == (Q->front))27return ERROR;28 Q->base[Q->rear] = elem;29 Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXQSIZE; //rear始终在0-100中循环30return OK;31 }32 Status OutQueue(SqQueue *Q, QElemType *e)33 {34if (Q->front == Q->rear)35return ERROR;36 *e = Q->base[Q->front];37 Q->front = (Q->front + 1) % MAXQSIZE; 38return OK;39 }40 Status PrintQueue(SqQueue Q)41 {42 printf("the queue is:");43for (int i = Q.front; i < Q.rear; ++i)44 printf("%d ", Q.base[i]);45return OK;46 }47int main()48 {49 SqQueue queue;50 QElemType elem;51int i;52 InitQueue(&queue);53 printf("input:");54while(scanf("%d", &elem) != EOF)55 EnQueue(&queue, elem);56 PrintQueue(queue);57/* 输⼊要出队列的个数 */58 printf("\noutput:");59 scanf("%d", &i);60while(i != 0)61 {62 OutQueue(&queue, &elem);63 i--;64 }65 PrintQueue(queue);66return OK;67 }。

数据结构：循环队列(C语言实现)

数据结构：循环队列（C语言实现）生活中有很多队列的影子，比如打饭排队，买火车票排队问题等，可以说与时间相关的问题，一般都会涉及到队列问题；从生活中，可以抽象出队列的概念，队列就是一个能够实现“先进先出”的存储结构。

队列分为链式队列和静态队列；静态队列一般用数组来实现，但此时的队列必须是循环队列，否则会造成巨大的内存浪费；链式队列是用链表来实现队列的。

这里讲的是循环队列，首先我们必须明白下面几个问题一、循环队列的基础知识1.循环队列需要几个参数来确定循环队列需要2个参数，front和rear2.循环队列各个参数的含义（1）队列初始化时，front和rear值都为零；（2）当队列不为空时，front指向队列的第一个元素，rear指向队列最后一个元素的下一个位置；（3）当队列为空时，front与rear的值相等，但不一定为零；3.循环队列入队的伪算法（1）把值存在rear所在的位置；（2）rear=（rear+1）%maxsize ，其中maxsize代表数组的长度；程序代码：[cpp]view plaincopy1.bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)2.{3.if(FullQueue(Q))4.return false;5.else6. {7. Q->pBase[Q->rear]=val;8. Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;9.return true;10. }11.}4.循环队列出队的伪算法（1）先保存出队的值；（2）front=（front+1）%maxsize ，其中maxsize代表数组的长度；程序代码：[cpp]view plaincopy1.bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)2.{3.if(EmptyQueue(Q))4. {5.return false;6. }7.else8. {9. *val=Q->pBase[Q->front];10. Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;11.return true;12. }13.}5.如何判断循环队列是否为空if（front==rear）队列空；else队列不空；[cpp]view plaincopy1.bool EmptyQueue(PQUEUE Q)2.{3.if(Q->front==Q->rear) //判断是否为空4.return true;5.else6.return false;7.}6.如何判断循环队列是否为满这个问题比较复杂，假设数组的存数空间为7，此时已经存放1，a，5,7,22,90六个元素了，如果在往数组中添加一个元素，则rear=front；此时，队列满与队列空的判断条件front=rear相同，这样的话我们就不能判断队列到底是空还是满了；解决这个问题有两个办法：一是增加一个参数，用来记录数组中当前元素的个数；第二个办法是，少用一个存储空间，也就是数组的最后一个存数空间不用，当（rear+1）%maxsiz=front时，队列满；[cpp]view plaincopy1.bool FullQueue(PQUEUE Q)2.{3.if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize) //判断循环链表是否满，留一个预留空间不用4.return true;5.else6.return false;7.}附录：queue.h文件代码：[cpp]view plaincopy1.#ifndef __QUEUE_H_2.#define __QUEUE_H_3.typedef struct queue4.{5.int *pBase;6.int front; //指向队列第一个元素7.int rear; //指向队列最后一个元素的下一个元素8.int maxsize; //循环队列的最大存储空间9.}QUEUE,*PQUEUE;10.11.void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize);12.void TraverseQueue(PQUEUE Q);13.bool FullQueue(PQUEUE Q);14.bool EmptyQueue(PQUEUE Q);15.bool Enqueue(PQUEUE Q, int val);16.bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val);17.#endifqueue.c文件代码：[cpp]view plaincopy1.#include<stdio.h>2.#include<stdlib.h>3.#include"malloc.h"4.#include"queue.h"5./***********************************************6.Function: Create a empty stack;7.************************************************/8.void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize)9.{10. Q->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*maxsize);11.if(NULL==Q->pBase)12. {13. printf("Memory allocation failure");14. exit(-1); //退出程序15. }16. Q->front=0; //初始化参数17. Q->rear=0;18. Q->maxsize=maxsize;19.}20./***********************************************21.Function: Print the stack element;22.************************************************/23.void TraverseQueue(PQUEUE Q)24.{25.int i=Q->front;26. printf("队中的元素是:\n");27.while(i%Q->maxsize!=Q->rear)28. {29. printf("%d ",Q->pBase[i]);30. i++;31. }32. printf("\n");33.}34.bool FullQueue(PQUEUE Q)35.{36.if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize) //判断循环链表是否满，留一个预留空间不用37.return true;38.else39.return false;40.}41.bool EmptyQueue(PQUEUE Q)42.{43.if(Q->front==Q->rear) //判断是否为空44.return true;45.else46.return false;47.}48.bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)49.{50.if(FullQueue(Q))51.return false;52.else53. {54. Q->pBase[Q->rear]=val;55. Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;56.return true;57. }58.}59.60.bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)61.{62.if(EmptyQueue(Q))63. {64.return false;65. }66.else67. {68. *val=Q->pBase[Q->front];69. Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;70.return true;71. }72.}[文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!]。

队列的基本操作及应用

循环队列的基本运算
（5）元素出队：
procedure delqueue(var Q:queue;var X:elemtype); begin if qempty(Q) then writeln(‘Underflow’) else begin Q.front:=(Q.front+1) mod maxsize; X:=Q.data[Q.front]; end; end;
最后根据队列sq中的存储信息和指针位置，即可链接成从迷宫入口到出口的最短路径。就上例而言，sq队列的最后情况为：
当rear指针指示的数据元素已到达出口（6，8）时，根据rear所据元素的前趋序号即可获得所要的走迷宫的最短路径（回溯）。
例题4：产生数（2002年NOIP普及组第3题）给出一个整数n（n<2000）和k个变换规则（k≤15）规则：① 1个数字可以变换成另1个数字； ② 规则中，右边的数字不能为零。例如：n=234，k=2规则为 2 → 5 3 → 6 上面的整数234经过变换后可能产生出的整数为（包括原数） 234 534 264 564 共4种不同的产生数求经过任意次的变换（0次或多次），能产生出多少个不同的整数。仅要求输出不同整数个数。
（2）队列可以理解为一个数组，数组元素是如下记录： RECORD C10,C7,C3, pre: integer; END; 数组下标为容器状态号。下面是倒油过程的队列：
当倒油产生出第19个容器状态时已达到了题解的目的。这时只要根据pre中的状态号17可以回溯到第 17个容器状态的pre值为15，依次可再获得13，11， 9，7，5，2，1容器状态号，从而即可得到本题的倒油过程（共倒9次），而且是最少的倒油次数。
（1）从一个容器的状态（三个容器中油的容量）看，虽然有可能经过上述六种倒油的方法产生六种容器状态，但实际上这六种新产生的容器状态，许多是已经出现过的状态。例如初始状态（10,0,0）表示 C10=10， C7=0，C3=0，经过上述六种倒油方法只能产生出两种新的容器状态（3,7,0），表示C10 向C7倒油的结果和（7,0,3），表示C10向C3 倒油的结果。如果再增加应该表示新容器状态是由什么状态产生的指示pre，那么用这三个容器倒油的过程就可以用队列的方法来实现了。

循环队列的基本操作

循环队列的基本操作循环队列是一种基于数组实现的队列，通过利用数组的循环利用，实现了队列的基本操作。

循环队列主要包括初始化、入队、出队、判空、判满和获取队列长度等操作。

1.初始化循环队列：2.入队操作：入队操作是将元素添加到队列尾部，首先需要判断队列是否已满。

如果队列已满，则入队失败，如果队列未满，则将元素添加到队尾，并将队尾指针rear后移一位。

如果队尾指针已经到达数组末尾，则将队尾指针rear重新设置为0，实现循环利用。

3.出队操作：出队操作是将队头元素删除，并返回该元素的值。

首先需要判断队列是否为空。

如果队列为空，则出队失败，如果队列不为空，则将队头元素返回，并将队头指针front后移一位。

如果队头指针已经到达数组末尾，则将队头指针front重新设置为0。

4.判空操作：判空操作是判断队列是否为空。

当队头指针和队尾指针相等时，队列为空。

5.判满操作：判满操作是判断队列是否已满。

当队尾指针后移一位后，与队头指针相等时，队列已满。

6.获取队列长度：获取队列长度操作是获取循环队列中元素的个数。

循环队列的长度等于rear指针减去front指针，如果rear指针小于front指针，需要加上数组的长度，以实现考虑循环利用后的队列长度。

下面是一个循环队列的基本操作的实现示例：```Pythonclass CircularQueue:def __init__(self, size):self.size = size + 1self.queue = [None] * self.sizeself.front = 0self.rear = 0def enqueue(self, item):if (self.rear + 1) % self.size == self.front:return "Queue is full"self.queue[self.rear] = itemself.rear = (self.rear + 1) % self.sizedef dequeue(self):if self.front == self.rear:return "Queue is empty"item = self.queue[self.front]self.front = (self.front + 1) % self.sizereturn itemdef is_empty(self):return self.front == self.reardef is_full(self):return (self.rear + 1) % self.size == self.frontdef get_length(self):if self.rear >= self.front:return self.rear - self.frontelse:return self.rear - self.front + self.size```循环队列是一种常用的队列实现方式，在实际编程中应用广泛。

队列的顺序存储(循环队列)

第9讲队列的顺序存储（循环队列）1．顺序队列的假溢出现象队列的一种顺序存储称为顺序队列。

与顺序栈类似，在队列的顺序存储结构中，用一组地址连续的存储单元依次存放从队头到队尾的元素，如一维数组Queue[MAXSIZE]。

由于队列中队头和队尾的位置都是动态变化的，因此需要附设两个指针front 和rear 。

front:指示队头元素在数组中的位置；rear:指示真实队尾元素相邻的下一个位置。

初始化队列时，令front = rear =0；入队时，直接将新元素送入尾指针rear 所指的单元，然后尾指针增1；出队时，直接取出队头指针front 所指的元素，然后头指针增1。

显然，在非空顺序队列中，队头指针始终指向当前的队头元素，而队尾指针始终指向真正队尾元素后面的单元。

当rear==MAXSIZE 时，认为队满。

但此时不一定是真的队满，因为随着部分元素的出队，数组前面会出现一些空单元，如下图(d)所示。

由于只能在队尾入队，使得上述空单元无法使用。

把这种现象称为假溢出，真正队满的条件是rear - front=MAXSIZE 。

2．循环队列为了解决假溢出现象并使得队列空间得到充分利用，一个较巧妙的办法是将顺序队列的数组看成一个环状的空间，即规定最后一个单元的后继为第一个单元，我们形象地称之为循环队列。

假设队列数组为Queue[MAXSIZE]，当rear+1=MAXSIZE 时，令rear=0，即可求得最后一个单元Queue[MAXSIZE-1]的后继：Queue[0]。

更简便的办法是通过数学中的取模（求余）运算来实现：rear=（rear+1）mod MAXSIZE ，显然，当rear+1=MAXSIZE 时，rear=0，同样可求得最后一个单元Queue[MAXSIZE-1]的后继：Queue[0]。

所以，借助于取模（求余）运算，可以自动实现队尾指针、队头指针的循环变化。

进队操作时，队尾指针的变化是：rear=（rear+1）mod MAXSIZE ；而出队操作时，队头指针的变化是：front=（front+1）mod MAXSIZE 。

循环队列的基本操作

循环队列的基本操作循环队列（Circular Queue）是一种用数组实现的队列数据结构，具有固定大小并按照循环方式使用空间的特点。

循环队列有着基本的操作：入队、出队、判空、判满、获取队头元素、获取队列长度。

1. 入队（Enqueue）操作：入队操作是将元素添加到队列的末尾。

当队列为空时，设置队头和队尾均为0；当队列不满时，将元素插入到队尾，并将队尾指针向后移动一位；当队列满时，不再插入新元素。

算法步骤：1.如果队列已满，返回错误或抛出异常。

2.将元素放入队尾位置。

3.队尾指针向后移动一位（考虑取模操作，以实现循环）。

4.返回成功入队的标志。

2. 出队（Dequeue）操作：出队操作是将队头元素移除，并返回该元素。

当队列为空时，无法进行出队操作。

算法步骤：1.如果队列为空，返回错误或抛出异常。

2.记录队头元素的值。

3.队头指针向后移动一位（考虑取模操作，以实现循环）。

4.返回记录的队头元素值。

3.判空操作：判空操作用于判断队列是否为空。

当队头和队尾指针相等且队列中无元素时，队列为空。

算法步骤：1.如果队头和队尾指针相等，返回队列为空的标志。

2.否则，返回队列不为空的标志。

4.判满操作：判满操作用于判断队列是否已满。

当队头和队尾指针相等且队列中有元素时，队列已满。

算法步骤：1.如果队头和队尾指针相等且队列中有元素，返回队列已满的标志。

2.否则，返回队列未满的标志。

5. 获取队头元素（Get Front）：获取队头元素操作用于返回队列中的队头元素，但不移除该元素。

当队列为空时，无法获取队头元素。

算法步骤：1.如果队列为空，返回错误或抛出异常。

2.返回队头指针位置元素的值。

6. 获取队列长度（Get Size）：获取队列长度操作用于返回队列中元素的个数。

队列的长度等于队尾指针减去队头指针。

算法步骤：1.返回队尾指针减去队头指针的绝对值。

循环队列的基本操作就是以上六个，它们用于实现循环队列的基本功能。

循环队列的优点是可以更好地利用空间，而不会造成空间浪费。

数据结构实验指导书(1)课案

《数据结构》实验指导书郑州轻工业学院2016.02.20目录前言 (1)实验01 顺序表的基本操作 (3)实验02 单链表的基本操作 (11)实验03 栈的基本操作 (19)实验04 队列的基本操作 (21)实验05 二叉树的基本操作 (23)实验06 哈夫曼编码 (24)实验07 图的两种存储和遍历 (26)实验08 最小生成树、拓扑排序和最短路径 (29)实验09 二叉排序树的基本操作 (31)实验10 哈希表的生成 (32)实验11 常用的内部排序算法 (34)附：实验报告模板 (36)前言《数据结构》是计算机相关专业的一门核心基础课程，是编译原理、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序开发的重要基础，也是很多高校考研专业课之一。

它主要介绍线性结构、树型结构、图状结构三种逻辑结构的特点和在计算机内的存储方法，并在此基础上介绍一些典型算法及其时、空效率分析。

这门课程的主要任务是研究数据的逻辑关系以及这种逻辑关系在计算机中的表示、存储和运算，培养学生能够设计有效表达和简化算法的数据结构，从而提高其程序设计能力。

通过学习，要求学生能够掌握各种数据结构的特点、存储表示和典型算法的设计思想及程序实现，能够根据实际问题选取合适的数据表达和存储方案，设计出简洁、高效、实用的算法，为后续课程的学习及软件开发打下良好的基础。

另外本课程的学习过程也是进行复杂程序设计的训练过程，通过算法设计和上机实践的训练，能够培养学生的数据抽象能力和程序设计能力。

学习这门课程，习题和实验是两个关键环节。

学生理解算法，上机实验是最佳的途径之一。

因此，实验环节的好坏是学生能否学好《数据结构》的关键。

为了更好地配合学生实验，特编写实验指导书。

一、实验目的本课程实验主要是为了原理和应用的结合，通过实验一方面使学生更好的理解数据结构的概念和常用的几种数据结构在计算机中的存储和实现的方法，加强学生动手能力；另一方面培养学生从实际问题中抽象出对应的抽象数据类型，进而找到合适的计算机存储方法和算法，为以后课程的学习、大型软件的开发、实际工程问题打下良好的软件开发基础。

环形队列用法

环形队列用法环形队列是一种特殊的队列数据结构，它与普通队列的不同之处在于，当队列的尾部指针已经达到数组的末尾时，还可以继续循环到数组的开头，使得队列可以在有限的存储空间中实现无限的循环。

使用环形队列可以最大限度地利用存储空间，避免了出现溢出的情况。

环形队列的用法主要包括以下几个方面：1. 初始化环形队列：创建一个固定大小的数组作为环形队列的底层数据结构，并初始化队列的头部和尾部指针。

2. 入队操作：将一个元素添加到队列的尾部，并更新尾指针。

当队列已满时，无法继续添加元素。

3. 出队操作：从队列的头部删除一个元素，并更新头指针。

当队列为空时，无法进行出队操作。

4. 判空操作：检查队列是否为空，即头指针是否等于尾指针。

5. 判满操作：检查队列是否已满，即尾指针达到数组末尾时下一个位置是否为头指针。

6. 获取队列长度：计算队列中元素的个数，即尾指针减去头指针的绝对值，再加上1。

7. 清空队列：将头指针和尾指针重置为初始状态。

通过以上的操作，可以实现对环形队列的基本管理和利用。

示例代码（使用Python语言）：```pythonclass CircularQueue:def __init__(self, capacity):self.capacity = capacityself.queue = [None] * capacityself.head = 0self.tail = 0def enqueue(self, item):if self.is_full():raise Exception("Queue is full")self.queue[self.tail] = itemself.tail = (self.tail + 1) % self.capacitydef dequeue(self):if self.is_empty():raise Exception("Queue is empty")item = self.queue[self.head]self.head = (self.head + 1) % self.capacityreturn itemdef is_empty(self):return self.head == self.taildef is_full(self):return (self.tail + 1) % self.capacity == self.headdef get_length(self):return (self.tail - self.head + self.capacity) % self.capacitydef clear(self):self.head = 0self.tail = 0self.queue = [None] * self.capacity```以上是一个简单的环形队列的实现，包括了入队、出队、判空、判满、获取队列长度和清空队列等操作。

数据结构循环队列应用

数据结构循环队列应用循环队列是一种常见的数据结构，它在很多实际应用中都有广泛的应用。

本文将介绍循环队列的概念、特点以及其在实际应用中的一些例子。

一、循环队列的概念循环队列是一种用数组实现的队列，它的特点是可以循环利用数组空间。

在循环队列中，队列的尾部指针可以追赶上队列的头部指针，形成一个循环。

这样可以充分利用数组的空间，提高队列的效率。

二、循环队列的特点1. 循环队列的底层数据结构是数组，因此可以随机访问队列中的元素，时间复杂度为O(1)。

2. 循环队列使用头部指针和尾部指针来标记队列的起始和结束位置，插入和删除操作只需移动指针，时间复杂度为O(1)。

3. 循环队列可以循环利用数组的空间，当队列满时，可以将尾部指针指向数组的起始位置，实现循环利用，提高空间利用率。

4. 循环队列的长度是固定的，一旦确定大小就不能改变，因此需要预先分配好足够的空间。

三、循环队列的应用1. 缓冲区循环队列常用于缓冲区的设计。

在计算机系统中，往往需要将数据从一个模块传递到另一个模块，而两个模块的处理速度可能不一致。

此时可以使用循环队列作为缓冲区，将数据存储在队列中，待另一个模块处理完毕再从队列中取出。

2. 线程池线程池是一种常见的多线程编程模型，循环队列可以用于线程池的任务队列。

线程池中的线程从任务队列中取出任务进行处理，当任务队列为空时，线程可以等待新的任务到来。

循环队列可以高效地处理任务的入队和出队操作，提高线程池的性能。

3. 操作系统调度操作系统中的进程调度也可以使用循环队列来实现。

在多道程序环境下，操作系统需要为每个进程分配CPU时间。

循环队列可以用于存储就绪队列中的进程，每次调度从队列中取出一个进程分配CPU 时间。

4. 高性能网络通信在高性能网络通信中，往往需要使用循环队列来实现消息队列。

消息队列用于存储待发送或待接收的消息，循环队列可以高效地处理消息的入队和出队操作，提高网络通信的性能。

四、总结循环队列是一种常见的数据结构，它具有随机访问、高效的入队和出队操作的特点。

实现循环队列的入队,出队等基本操作

循环队列的基本操作一、实验目的1. 理解并掌握队列的逻辑结构和顺序存储结构，了解循环队列的特点；2. 掌握循环队列中基本操作的相关算法；3. 编程实现相关算法；4. 学会利用循环队列解决实际问题。

二、实验条件Visual C++。

三、实验原理及相关知识1. 循环队列存储结构描述#define MAXSIZE 100 //最大队列长度typedef struct{QElemType *base; //存储空间基址int front; //头指针int rear; //尾指针}SqQueue;2. 基本操作的算法描述设下标为index，队列长度为m，则下一个下标的累进循环计算公式为：index_next = ( index+1 ) % m。

实验中涉及的三个关键操作时循环队列中求队列长度、入队和出队操作。

(1) 求长度所谓求队列长度，即技术队列中元素的个数。

算法思想：根据循环队列的结构特征，可以用公式（Q.rear-Q.front+ MAXSIZE）%MAXSIZE 直接计算出队列的长度。

算法描述Status QueueLength(SqQueue Q){return ( ( Q.rear-Q.front+ MAXSIZE) %MAXSIZE);}//QueueLength(2) 入队入队运算实际上相当于顺序表中的插入运算，所不同的是这里只能在队尾插入元素。

算法思想：①将元素e插入循环队列中队尾元素的下一个存储空间②修改队尾指针，根据循环累计公式计算出其新位置算法描述Status EnQueue(SqQueue &Q, QElemType e){if ( ( Q.rear + 1 ) % MAXSIZE == Q.front )return ERROR; //队列满Q.base[Q.rear] = e;Q.rear = ( Q.rear + 1 ) % MAXSIZE;return OK;}// EnQueue(3) 出队出队运算实际上相当于顺序表中的删除运算，所不同的是这里只能在队头删除元素。

数据结构-循环队列（Python实现）

数据结构-循环队列（Python实现）今天我们来到了循环队列这⼀节，中，我介绍过了⽤python⾃带的列表来实现队列，这是最简单的实现⽅法。

但是，我们都知道，在列表中删除第⼀个元素和删除最后⼀个元素花费的时间代价是不⼀样的，删除列表的第⼀个元素，那么在它之后的所有元素都要进⾏移动。

所以当列表特别长的时候，这个代价就⽐较明显了。

我们本⽂介绍的循环队列可以避免这个问题，同样我们上篇⽂章提到的⽤链表实现的⽅法也可以避免。

下⾯，我们来介绍循环队列。

循坏队列循环队列，就是将普通的队列⾸尾连接起来，形成⼀个环状，并分别设置⾸尾指针，⽤来指明队列的头和尾。

每当我们插⼊⼀个元素，尾指针就向后移动⼀位，当然，在这⾥我们队列的最⼤长度是提前定义好的，当我们弹出⼀个元素，头指针就向后移动⼀位。

这样，列表中就不存在删除操作，只有修改操作，从⽽避免了删除前⾯节点造成的代价⼤的问题。

好，话不多说，我们⽤代码来实现⼀下class Loopqueue:def __init__(self, length):self.head = 0self.tail = 0self.maxSize = lengtht = 0self.__list = [None]*length这⾥同样，我们定义⼀个队列类，在实例化循环队列的时候，要求指定队列的⼤⼩，除了⾸尾指针以及队列最⼤长度之外，我们还声明⼀个表⽰队列当前长度的属性cnt。

接下来我们给队列增加⼀些操作：判空def isEmpty(self):return t == 0判满def isFull(self):return t == self.maxSize添加元素def push(self, data):if self.isFull():return Falseif self.isEmpty():self.__list[0] = dataself.head = 0self.tail = 0t = 1return Trueself.tail = (self.tail+1)%self.maxSizet += 1self.__list[self.tail] = datareturn True弹出元素def pop(self):if self.isEmpty():return Falsedata = self.__list[self.head]self.head = (self.head+1)%self.maxSizet -= 1return data清空队列def clear(self):self.head = 0self.tail = 0t = 0return True定义len和print函数def __len__(self):return tdef __str__(self):s = ''for i in range(t):index = (i + self.head) % self.maxSizes += str(self.__list[index])+' 'return sOK，我们的循环队列类就定义好了，如果你看过介绍队列的⽂章，就会发现循环队列和普通队列的操作在逻辑上还是有⼀些相似的。

实验三循环队列基本操作

实验三循环队列基本操作一实验目的1．熟悉并能实现循环队列的定义和基本操作。

2．了解用队列解决实际应用问题。

二实验要求1．进行队列的基本操作时要注意队列“先进先出”的特性。

2．复习关于队列操作的基础知识。

3．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。

4．整理并上交实验报告。

三实验内容1．任意输入队列长度和队列中的元素值，构造一个顺序循环队列，对其进行清空、插入新元素、返回队头元素以及删除队头元素操作。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <malloc.h>#define MAXQSIZE 100 //最大队列长度#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -2typedef struct{int *base; //初始化的动态分配存储空间基址int front; //头指针，若队列不空，指向队列头元素int rear; //尾指针，若队列不空，指向队列尾元素的下一个位置}SqQueue;//-----------------循环队列的基本操作---------------------int InitQueue (SqQueue &Q){ //构造一个空队列QQ.base = (int *)malloc(MAXQSIZE * sizeof(int));if(!Q.base) exit (OVERFLOW);//存储分配失败Q.front = Q.rear = 0;return OK;}int QueueLength (SqQueue Q){//返回Q的元素个数，即队列长度return (Q.rear - Q.front + MAXQSIZE)% MAXQSIZE;}void display(SqQueue Q){//显示队列中的元素if(Q.front==Q.rear)printf("空队列，没有元素");for(int i=Q.front;i<Q.rear;i++)printf("%3d",Q.base[i]);printf("\n");}int EnQueue (SqQueue &Q, int e){//插入元素e为Q的新的队尾元素if((Q.rear +1) % MAXQSIZE == Q.front) return ERROR;Q.base[Q.rear] = e;Q.rear = (Q.rear+1) % MAXQSIZE;return OK;}int DeQueue (SqQueue &Q, int &e){//若队列不空，则删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回Ok，否则，返回ERRORif(Q.front == Q.rear)return ERROR;e = Q.base[Q.front];Q.front = (Q.front+1) % MAXQSIZE;return OK;}int GetHead(SqQueue &Q){if(Q.front==Q.rear)return 0;elsereturn Q.base[Q.front];}void clear(SqQueue *q){q->rear = q->front = 0;}int main(){int m,n,e;SqQueue Q;InitQueue(Q);printf("请输入要插入的元素个数：\n");scanf("%d",&m);for(int i=1; i<=m; i++){printf("请输入要插入的元素：\n");scanf("%d",&n);EnQueue(Q,n);}printf("插入元素后,队列中的元素为:\n");display(Q);printf("队列的长度为:%d\n",QueueLength(Q));printf("队列的头元素为:%d\n",GetHead(Q));printf("\n删除队头元素后，队列中元素为:\n");DeQueue(Q,e);display(Q);printf("队列的长度为:%d\n",QueueLength(Q));printf("队列的头元素为:%d\n",GetHead(Q));printf("被删除元素为:\n");printf("%d\n",e);printf("现在开始清空\n");clear(&Q);display(Q);printf("\n");return 0;}2．约瑟夫环的实现：设有n个人围坐在圆桌周围，现从某个位置i 上的人开始报数，数到m 的人就站出来。

04循环队列的基本操作

循环队列操作实验报告

循环队列及链队列的基本操作 头歌

数据结构试验(队列)

循环队列基本操作的实现

数据结构实验4循环队列的实现和运算

循环队列入队操作公式

循环队列基本操作的实现

数据结构循环队列（基本操作及图示）

数据结构：循环队列(C语言实现)

队列的基本操作及应用

循环队列的基本操作

队列的顺序存储(循环队列)

循环队列的基本操作

数据结构实验指导书(1)课案

环形队列 用法

数据结构 循环队列应用

实现循环队列的入队,出队等基本操作

数据结构-循环队列（Python实现）

实验三 循环队列基本操作

循环队列及链队列的基本操作头歌

环形队列用法

数据结构循环队列应用

实验三循环队列基本操作