【算法设计题】基于front、rear和count的循环队列初始化、入队和出队操作，第6题（C/C++）

2024-08-09 12:37:51 浏览数 (21)

第6题 基于front、rear和count的循环队列初始化、入队和出队操作

假设循环队列中设置front、rear和count分别指示队头元素的位置、队尾元素的位置和队中元素的个数。编写算法，实现基于此结构的循环队列的初始化、入队、出队操作。

得分点（必背）
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/*--------以下卷子上得分--------*/
// 循环队列初始化(得分)
void InitQueue(SqQueue *Q) {
    Q->front = Q->rear = 0;
    Q->count = 0;
}
// 循环队列入队(得分)
int EnQueue(SqQueue &Q, int x) {
    if (Q.count == MAXSIZE) {//队列满
        return FALSE;
    }
    Q.element[Q.rear] = x;
    Q.rear = (Q.rear   1) % MAXSIZE;
    Q.count  ;
    return TRUE;
 }
// 循环队列出队(得分)
int DeQueue(SqQueue &Q, int &x) {
    if (Q.count == 0) {//队列空
        return FALSE;
    }
    x = Q.element[Q.front];
    Q.front = (Q.front   1) % MAXSIZE;
    Q.count--;
    return TRUE;
 }
/*--------以上卷子上得分--------*/
题解：基于front、rear和count的循环队列初始化、入队和出队操作

在这个题目中，我们需要实现循环队列的初始化、入队和出队操作。循环队列使用数组实现，front和rear分别指示队头和队尾元素的位置，count表示队列中元素的个数。以下是代码及详细解释。

数据结构定义

假设循环队列的数据结构定义如下：

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#define MAXSIZE 100 // 队列的最大长度
#define TRUE 1
#define FALSE 0

typedef struct {
    int element[MAXSIZE]; // 存储队列元素的数组
    int front; // 队头指针
    int rear; // 队尾指针
    int count; // 队列中元素的个数
} SqQueue;
代码解答
代码语言：javascript复制
/*--------以下卷子上得分--------*/
// 循环队列初始化(得分)
void InitQueue(SqQueue *Q) {
    Q->front = Q->rear = 0;
    Q->count = 0;
}

// 循环队列入队(得分)
int EnQueue(SqQueue &Q, int x) {
    if (Q.count == MAXSIZE) {//队列满
        return FALSE;
    }
    Q.element[Q.rear] = x;
    Q.rear = (Q.rear   1) % MAXSIZE;
    Q.count  ;
    return TRUE;
}

// 循环队列出队(得分)
int DeQueue(SqQueue &Q, int &x) {
    if (Q.count == 0) {//队列空
        return FALSE;
    }
    x = Q.element[Q.front];
    Q.front = (Q.front   1) % MAXSIZE;
    Q.count--;
    return TRUE;
}
/*--------以上卷子上得分--------*/
详细解释
1. 循环队列初始化
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void InitQueue(SqQueue *Q) {
    Q->front = Q->rear = 0;
    Q->count = 0;
}
  • InitQueue 函数用于初始化循环队列。
  • Q 是指向循环队列结构体 SqQueue 的指针。
  • 将 Q->front 和 Q->rear 初始化为0，表示队列的起始位置。
  • 将 Q->count 初始化为0，表示队列中当前没有元素。
2. 循环队列入队
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int EnQueue(SqQueue &Q, int x) {
    if (Q.count == MAXSIZE) {//队列满
        return FALSE;
    }
    Q.element[Q.rear] = x;
    Q.rear = (Q.rear   1) % MAXSIZE;
    Q.count  ;
    return TRUE;
}
  • EnQueue 函数用于将元素 x 入队。
  • Q 是循环队列结构体的引用。
  • 首先检查队列是否已满（Q.count == MAXSIZE），如果已满，返回 FALSE。
  • 如果队列未满，将元素 x 存入 Q.element[Q.rear] 位置。
  • 更新 Q.rear，使其指向下一个位置 (Q.rear 1) % MAXSIZE，这是循环队列的关键操作，使 rear 在达到数组末尾时能够循环回到数组开头。
  • 更新 Q.count，元素个数加1。
  • 返回 TRUE，表示入队成功。
3. 循环队列出队
代码语言：javascript复制
int DeQueue(SqQueue &Q, int &x) {
    if (Q.count == 0) {//队列空
        return FALSE;
    }
    x = Q.element[Q.front];
    Q.front = (Q.front   1) % MAXSIZE;
    Q.count--;
    return TRUE;
}
  • DeQueue 函数用于将队列中的元素出队。
  • Q 是循环队列结构体的引用。
  • 首先检查队列是否为空（Q.count == 0），如果为空，返回 FALSE。
  • 如果队列不为空，将 Q.element[Q.front] 的值赋给 x，即出队元素。
  • 更新 Q.front，使其指向下一个位置 (Q.front 1) % MAXSIZE，这是循环队列的关键操作，使 front 在达到数组末尾时能够循环回到数组开头。
  • 更新 Q.count，元素个数减1。
  • 返回 TRUE，表示出队成功。
示例

假设有一个循环队列 Q：

1、初始化队列
代码语言：javascript复制
SqQueue Q;
InitQueue(&Q);

此时，Q.front = 0, Q.rear = 0, Q.count = 0。

2、入队操作
代码语言：javascript复制
EnQueue(Q, 10);
EnQueue(Q, 20);
EnQueue(Q, 30);

执行上述操作后，队列 Q 中有三个元素，Q.element = [10, 20, 30, ...]，Q.front = 0，Q.rear = 3，Q.count = 3。

3、出队操作
代码语言：javascript复制
int x;
DeQueue(Q, x); // x = 10
DeQueue(Q, x); // x = 20
设计 算法 c++ count 队列

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