循环队列的实现（附完整代码）
题目解读
本题是要求我们设计一个循环的队列，循环队列要有以下功能：
1.获取队首元素，若队列为空返回-1
2.获取队尾元素，若队列为空，则返回-1
3.插入元素，插入成功返回真
4.删除元素，删除成功返回真
5.检查队列是否为空
6.检查队列是否已满
首先我们可以将之前写的用链表实现的队列的代码拷贝到该题中，以便于循环队列的实现，然后开始构思。
循环队列的解释题目中也给出了解释：
循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。
解题构思所以我们可以把循环队列先画图，他是一个环形的队列，并且首位相连尾接
那么，循环队列什么时候是满的，什么时候是空的呢？
其实，当队首和队尾在同一个位置时，这个时候队列就是空的，而当对头front的位置等于对尾rear的位置加1时，这个时候队列就是满的：
经过前面的构思，这个题目就很好理解了
但是还有一个问题很值得思考：
题目中对于循环队列的定义还有一个点很重要：
循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。
什么意思呢？
也就是说，循环队列中我们如果在栈满了之后还想存储值，也是可以的，但是就要反复地使用之前用过的空间，会将其覆盖，所以尾指针rear和头指针front的位置的下标是会有覆盖的变化的
我们将循环队列形象地转换成数组：
这样你就能理解我上面所说的问题了！
你可以看到，队列为空时，按照题目的意思，front的位置时为rear+1的，在上图中，其实front的位置是0，rear的位置是3。
他们之间的关系就需要我们来求证一下了，因为在循环队列这个环形队列中，无论插入还是删除，都是从队头（或者是队尾）进行操作的！
我们其实就可以发现front的位置是与队列最大存储元素有关联的，上图中最大存储个数是3，当front存入4个元素时，存完第3个就满了，这个时候就应该重新从front位置开始存储，所以front（rear）和存储个数k有着以下关系：
就是说无论front的位置怎么移动，他最终都是在1-k的范围之内的
代码语言：javascript复制front = front % （ k + 1 ）现在，我们就可以开始用代码实现循环队列：
循环队列的构造我们首先定义一个结构体，就是循环队列的结构
首先就是front和rear分别为队首和队尾的下标位置
然后就是k，存储元素个数
还有数组a，存储元素
代码语言：javascript复制typedef struct
{
int front;
int rear;
int k;
int* a;
} MyCircularQueue;然后我们就可以构造一个循环队列了
代码语言：javascript复制MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k)
{
MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
obj->front=obj->rear=0;
obj->k=k;
return obj;
}判断循环队列是否为空我们在前面的解题构思中就知道，当front和rear相等时，循环队列就为空了，所以我们直接返回obj->front==obj->rear，如果队列为空，就返回 1，队列不为空就返回0
代码语言：javascript复制bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj)
{
return obj->front==obj->rear;
}判断循环队列是否已满当rear+1和front相等时就是满的
这里能这样写吗？答案是不能，他要除以k+1然后取余，和front的方法一样
代码语言：javascript复制bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj)
{
return (obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front;
}循环队列插入元素如果队列已经满了我们就直接返回false即可
如果不是满的话就要将数组rear位置下标的值赋值为你要插入的元素的值
同时rear++，然后取余，最后返回true
代码语言：javascript复制bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value)
{
if(myCircularQueueIsFull(obj))
{
return false;
}
obj->a[obj->rear]=value;
obj->rear++;
obj->rear %= (obj->k+1);
return true;
}循环队列删除元素当队列为空时就不能删了，返回-1
不为空时，我们就将front的位置往前移动，这样队首的元素就被删除了
同时记得取余
代码语言：javascript复制bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj)
{
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
{
return false;
}
obj->front++;
obj->front %= (obj->k+1);
return true;
}获取循环队列队首元素这个也很简单，直接返回数组的front下标位置的元素即可
代码语言：javascript复制int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj)
{
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
{
return -1;
}
return obj->a[obj->front];
}获取循环队列尾首元素返回队尾元素我们就要根据图来具体求下标的关系了
由于画图较为麻烦，作者水平很有限，故不画图，给上源码，诸位大佬自己琢磨
代码语言：javascript复制int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj)
{
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
{
return -1;
}
return obj->a[(obj->rear+obj->k)%(obj->k+1)];
}循环队列的销毁free循环队列目标的同时记得把数组也给free掉，不然可能会出现内存泄漏
代码语言：javascript复制void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj)
{
free(obj->a);
free(obj);
}完整代码如下：
代码语言：javascript复制typedef struct
{
int front;
int rear;
int k;
int* a;
} MyCircularQueue;
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k)
{
MyCircularQueue* obj=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
obj->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
obj->front=obj->rear=0;
obj->k=k;
return obj;
}
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj)
{
return obj->front==obj->rear;
}
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj)
{
return (obj->rear+1)%(obj->k+1)==obj->front;
}
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value)
{
if(myCircularQueueIsFull(obj))
{
return false;
}
obj->a[obj->rear]=value;
obj->rear++;
obj->rear %= (obj->k+1);
return true;
}
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj)
{
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
{
return false;
}
obj->front++;
obj->front %= (obj->k+1);
return true;
}
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj)
{
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
{
return -1;
}
return obj->a[obj->front];
}
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj)
{
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))
{
return -1;
}
return obj->a[(obj->rear+obj->k)%(obj->k+1)];
}
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj)
{
free(obj->a);
free(obj);
}好了，今天的分享到这里就结束了，谢谢大家的支持！