循环队列的实现源码

循环队列是一种线性数据结构，它在计算机科学中被广泛应用于数据的存储和处理，尤其是在需要高效地进行入队（enqueue）和出队（dequeue）操作的场景。相较于普通队列，循环队列的最大优势在于它可以有效地利用内存空间，避免了数组满或空时的边界问题。 在循环队列的实现中，我们通常使用数组作为基础数据结构。初始化一个循环队列通常涉及以下几个步骤： 1. **分配空间**：为循环队列分配一个固定大小的数组。 2. **设置头尾指针**：初始化两个指针，一个表示队头（front），另一个表示队尾（rear）。在空队列时，通常将它们都设置为0。 3. **设置队列容量**：记录队列的总容量，这将在计算队的长度时用到。 入队操作（enqueue）是在队尾插入元素。由于队列是循环的，当队尾指针到达数组末尾时，下一个元素会插入到数组的开头。具体步骤如下： 1. **判断队满**：如果 `(rear + 1) % 队列容量 = front`，说明队列已满，不能进行入队操作。 2. **插入元素**：否则，将元素存入 `队列数组[rear]`，然后 rear 加一，对数组长度取模以确保其在数组范围内。 3. **更新队尾指针**：`rear = (rear + 1) % 队列容量`。 出队操作（dequeue）是从队头移除元素。同样，因为是循环队列，当队头指针到达数组末尾时，下一个要移除的元素会在数组的开头： 1. **判断队空**：如果 `front == rear`，说明队列为空，无法进行出队操作。 2. **移除元素**：否则，获取并删除 `队列数组[front]` 的元素，front 加一。 3. **更新队头指针**：`front = (front + 1) % 队列容量`。 求队的长度（getLength）是计算当前队列中有多少个元素。这可以通过计算 `(rear - front + 队列容量) % 队列容量` 得到。这个公式可以处理队头和队尾在数组同一位置（队空）以及队头紧接在队尾后面（队满）的情况。 在实际编程中，循环队列的实现通常包括一个结构体，包含了数组、头尾指针和队列容量这些成员变量，以及对应的初始化、入队、出队和求长度的方法。例如，Python 代码可能如下所示： ```python class CircularQueue: def __init__(self, capacity): self.queue = [None] * capacity self.front = 0 self.rear = 0 self.capacity = capacity def enqueue(self, item): if (self.rear + 1) % self.capacity == self.front: raise Exception("Queue is full") self.queue[self.rear] = item self.rear = (self.rear + 1) % self.capacity def dequeue(self): if self.front == self.rear: raise Exception("Queue is empty") item = self.queue[self.front] self.queue[self.front] = None self.front = (self.front + 1) % self.capacity return item def get_length(self): return (self.rear - self.front + self.capacity) % self.capacity ``` 在压缩包文件`reQueue`中，很可能包含了一个实现循环队列的源代码文件，通过阅读和理解这个文件，你可以更深入地了解循环队列的具体实现细节，以及如何在实际项目中应用这种数据结构。学习和掌握循环队列的实现，对于理解和编写高效的算法有着重要的意义。