数据结构学着就是有意思，真诚推荐郝斌老师的数据结构视频，真的讲解的非常详细，容易理解。
一直在跟着郝斌老师的数据结构视频学习，看完了队列的视频，记录下来，总结一下。
队列的定义：队列是一种特殊的线性表，只允许在表的头部（front处）进行删除操作，在表的尾部（rear处）进行插入操作的线性数据结构，这种结构就叫做队列。进行插入操作的一端称为队尾，进行删除操作的一端称为队尾。
队列的类型：链式队列，即用链表实现的队列。静态队列：即用数组实现的队列。在这里，我们采用用数组实现的静态队列。因为用链表实现的队列，是一种动态队列，操作更加容易，所以我们这里采用的是静态队列。
在静态队列中，郝斌老师讲的是一种更为复杂的静态循环队列。这里解释一下就是，假如我们采用的是静态队列，那就必然涉及到数组，如果我们在不断的从队列中删除数据，那么我们队列的头部（front处）就会不断的向上走（在这里说明一下，队列中front永远指向队列的头部元素，rear永远指向队列的最后一个元素的下一个元素），这样就会造成我们被删除的位置永远无法再被利用，就是造成空间的浪费，所以，如果这样，队列这种数据结构也就失去了原本存在的意义。所以，用静态数组实现的静态队列一般都是静态循环队列。那么，问题就来了，既然是静态循环队列，什么时候队列才是空呢？什么时候队列才是满呢？
这里首先先说一下，什么时候队列才能为空，根据我们前面的讲解，队列在删除时，front会不断的向上移动，如下面的示意图：
如上面的示意图，在初始状态下front和rear都处于0的位置，在插入元素时，rear会向上走，则填入一个元素后0的位置就会被填入，当再填入一个元素后1的位置则又被填满。此时rear在2的位置，front在0的位置，此时队列中有两个元素，分别位于0和1处。那么，怎么才算是队列为空呢？很简单，就是不断的删除元素，当元素全都被删完了以后就表示当前队列为空了。删除0的元素，front将会移动一个位置到1，再删除一个元素front将会移动一个位置到2，此时整个队列中没有元素存在，整个队列就为空。所以，表示队列是否为空的条件就是front和rear处于一个位置上。
那么，何时才表示当前队列已满呢？可能大家也猜出来了，大家可能会认为当front和rear在同一位置时，整个队列也可以同时表示当前队列已满。那就是不断的插入元素，rear不断地移动位置，直到rear再次移动到0的位置后，所有的位置都被元素插满，此时整个队列已满。没错，此时整个队列确实已满。但是这样就会和我们的队列为空的条件重复，所以这里我们有两种办法来解决这种情况，我们可以定义一个表示count个数的值，表示当前队列中元素的个数。如果front和rear处于同一个位置，并且count为0则队列为空。如果front和rear处于同一个位置，并且count不为9，则表示当前队列已满。另外一个方法就是我们默认不全用整个属于，我们用n-1个元素，这样，当rear和front处于“紧挨着”的位置时，就表示当前队列已满，并且在下标来看，并没有严格的front和rear的大小关系。
好了，如果前面大家已经理解，那么，接下来就可以来实现队列的基本操作了（代码都有注释，我就不再详细解释了）。
队列的定义：
1 /* 2 定义队列 3 队列是一种只能在一段插入一段删除的数据结构。 4 这里采用静态循环队列，所以队列采用数组实现 5 */ 6 typedef struct Queue{ 7 int * pBase; //用来存放数组 8 int front; //用来表示当前为front，指向队列头 9 int rear; //用来表示当前为rear，指向队列尾部的下一个结点 10 }QUEUE;
队列的初始化操作：大家在这里也可以将队列的长度作为参数传入，我这里就直接写了
1 /* 2 队列初始化函数 3 初始化一个空队列，就是给出队列一个长度，并且里面没有任何数值 4 */ 5 void init(QUEUE *pQ){ 6 pQ->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*6); //给出一个6个整形长度的队列数组 7 pQ->front=0; 8 pQ->rear=0; //将队列初始化为空 9 }
队列的入队函数：
1 /* 2 判断当前队列是否已满的函数 3 因为我们默认认为当一个n的队列已经存入了n-1个值后，就默认它已经满了，不允许它再存储了，所以， 4 判断队列是否已满就是判断rear和front是否已经是“紧挨着”，即rear在移动一位就会和front重合。 5 */ 6 int full_queue(QUEUE *pQ){ 7 if((pQ->rear+1)%6==pQ->front){ 8 return 0; 9 } 10 else{ 11 return 1; 12 } 13 } 14 15 /* 16 入队函数 17 根据队列的特性，入队只能在队列的尾部，即rear处进行，所以入队函数的算法就是将被插入的数据放在rear的位置 18 插入完成后rear向后移动一位，使rear永远指向队列中最后一个元素的下一个元素。 19 在这里有一个需要注意的地方：在我们移动rear的位置时，如果当前rear的位置已经是数组的最后一个位置，应该怎么办？ 20 就应该让rear在回到0的位置，因为我们的队列默认设置的就是循环队列，也就是说，我们的队列是可以拐弯的，当队列没有满， 21 但是rear却已经在队列的最后一个位置了，那我们就应该在将队列移动到0的位置。这种情形在数学上就是加1取余。 22 */ 23 int en_queue(QUEUE *pQ, int val){ 24 if(full_queue(pQ)==0){ 25 return 0; 26 } 27 else{ 28 pQ->pBase[pQ->rear]=val; 29 pQ->rear=(pQ->rear+1)%6; 30 return 1; 31 } 32 }
队列的遍历函数：
1 /* 2 遍历队列的函数 3 因为这只是遍历一个队列，所以我们不能破坏原有的队列结构，所以，我们必然需要去定义一个新的i来表示当前所在的下标。 4 遍历的语法非常简单，就是从头开始，直到队列的末尾，即i到了最后一个结点的下一个结点（rear处），遍历就算是结束了。 5 */ 6 void traverse_queue(QUEUE *pQ){ 7 int i=pQ->front; //令i从“头”开始遍历 8 9 while(i!=pQ->rear){ 10 printf("%d ",pQ->pBase[i]); 11 i=(i+1)%6; //将i向下移动一个位置 12 } 13 }
出队函数：
1 /* 2 当前队列是否为空的函数 3 */ 4 int empty_queue(QUEUE *pQ){ 5 if(pQ->front==pQ->rear){ 6 return 0; 7 } 8 else{ 9 return 1; 10 } 11 } 12 13 /* 14 出队函数 15 因为出队函数已经破换了队列原有的数据结构，所以我们就没有必要去重新定义一个新的下标 16 出队函数的算法非常简单，就是在队列的头部（front处）进行删除，删除之后将front向下移动一个位置。 17 */ 18 int out_quene(QUEUE *pQ,int *pVal){ 19 if(empty_queue(pQ)==0){ 20 return 1; //1表示当前队列为空 21 } 22 else{ 23 *pVal=pQ->pBase[pQ->front]; 24 pQ->front=(pQ->front+1)%6; 25 return 0; //0表示当前当前出队成功 26 } 27 }
上述就是队列的定义及基本操作的代码实现。
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