環形隊列C++實現

普通隊列效率低下，主要體現在出隊操作。

這里只討論環形隊列。

隊列的核心思想是FIFO(First In First Out)，即先入先出。

入隊（新增元素）必須從隊尾加入，出隊（刪除元素）必須從隊首出去。

源代碼：https://github.com/cjy513203427/C_Program_Base/tree/master/51.%E9%98%9F%E5%88%97

需要實現的方法

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
#ifndef MYQUEUE_H
#define MYQUEUE_H
//環形隊列的實現
class MyQueue
{
public:
    MyQueue(int queueCapacity);//創建隊列
    virtual ~MyQueue();//銷毀隊列
    void ClearQueue();//清空隊列
    bool QueueEmpty() const;//判空隊列
    bool QueueFull() const;//判滿隊列
    int QueueLength() const;//隊列長度
    bool EnQueue(int element);//新元素入隊
    bool DeQueue(int &element);//首元素出隊
    void QueueTraverse();//遍歷隊列
private:
    int *m_pQueue;//隊列數組指針
    int m_iQueueLen;//隊列元素個數
    int m_iQueueCapacity;//隊列數組容量
    int m_iHead;
    int m_iTail;
};

#endif // !MYQUEUE_H

1.隊列構造函數

隊列容量作為參數傳入；

聲明指向數組的指針，賦予容量；

清空隊列的方法如“3.清空隊列的實現”

MyQueue::MyQueue(int queueCapacity)
{
    m_iQueueCapacity = queueCapacity;
    m_pQueue = new int[m_iQueueCapacity];
    ClearQueue();
}

2.隊列析構函數

 刪除指針，並置空。因為是指向數組的指針，使用delete[]

MyQueue::~MyQueue()
{
    delete[] m_pQueue;
    m_pQueue = NULL;
}

3.清空隊列

 將隊首置為0，隊尾置0，隊列長度置0

void MyQueue::ClearQueue()
{
    m_iHead = 0;
    m_iTail = 0;
    m_iQueueLen = 0;
}

4.判空與判滿

判空：長度等於0返回正確的結果，否則錯誤

判滿：長度等於容量返回正確的結果，否則錯誤

bool MyQueue::QueueEmpty() const
{
    return m_iQueueLen == 0 ?  true : false;
}

bool MyQueue::QueueFull() const
{
    return m_iQueueLen == m_iQueueCapacity ? true : false;
}

5.隊列長度

bool MyQueue::QueueEmpty() const
{
    return m_iQueueLen == 0 ?  true : false;
}

6.入隊操作

如果隊列已滿，不允許入隊

如果隊列未滿，傳入需要加入的參數

將數組[隊尾]置為傳入的元素

隊尾++

隊列長度++

隊尾對容量進行取余，防止隊尾溢出，一旦隊尾大於等於4，就會回歸到0-4之間的數，從而達到環形隊列的目的

bool MyQueue::EnQueue(int element)
{
    if (QueueFull())
    {
        return false;
    }
    else {
        m_pQueue[m_iTail] = element;
        m_iTail++;
        m_iTail = m_iTail % m_iQueueCapacity;
        m_iQueueLen++;
        return true;
    }
}

7.出隊操作

如果隊列為空，不允許出隊

如果隊列不為空，允許出隊

把即將刪除的數組[隊首]賦值給引用，隊首++，出隊的元素下一個成為新的隊首元素

隊首對容量進行取余操作，防止溢出隊列容量

隊列長度--

PS:這里的引用是為了獲取到實參的值，這個參數並不會影響到隊列數據，實際上是為了返回這個實參，相當於int MyQueue::Dequeue(){return element}，但是這里需要返回類型是bool，又想得到實參的值，只能傳入引用了

這個特性在Java里面不存在

bool MyQueue::DeQueue(int &element) //傳入引用是為了可以直接修改實參的值，
{
    if (QueueEmpty())
    {
        return false;
    }
    else {
        element = m_pQueue[m_iHead] ;
        m_iHead++;
        m_iHead = m_iHead % m_iQueueCapacity;
        m_iQueueLen--;
        return true;
    }
}

8.遍歷操作

因為要循環m_iQueueLen次，所以隊列長度要加上m_iHead(隊首)，i對容量取余防止隊列容量溢出

void MyQueue::QueueTraverse()
{
    for (int i = m_iHead; i < m_iQueueLen + m_iHead; i++)
    {
        cout << m_pQueue[i%m_iQueueCapacity] << endl;
    }
}