顺序队列基础操作及实现（C++）_顺序列队入队main

队列（Queue）与栈一样，是一种线性存储结构，它具有如下特点：

（1）队列中的数据元素遵循“先进先出”（First In First Out）的原则，简称FIFO结构；

（2）在队尾添加元素，在队头删除元素。

一、顺序队列结构体创建

顺序队列用数组顺序存储，结构体包括数组长度、队头指针和队尾指针，这里我们用Squeue表示该结构体：

typedef struct 
{
    int* base;
    int front;
    int rear;
}Squeue;

二、顺序队初始化

顺序队初始化要先分配初始内存，用malloc函数或者new函数分配内存都可以，由于是静态内存分配，内存空间分配不灵活，容易造成内存不足或者浪费，这也是数组储存的固有弊端；内存分配完后要使队头指针和队尾指针指向同一内存单元，即Q.front==Q.rear:

             队列初始化后图像：

void InitQueue(Squeue& Q)
{
    Q.base=(int*)malloc(MAXSIZE*(sizeof(int)));
    if(!Q.base)
    {
        cout<<"存储分配失败";
    }
    Q.front=Q.rear=0;
}

三、顺序队入队

顺序队入队前，队尾指针不变，队头指针指向队头元素前一个内存单元。入队时，先将入队元素赋值给队头指针，然后队头指针指向前一位置，当队满时，存在真溢出和假溢出两种情况：

所以队头指针指向下一位置时不能简单做Q.rear++操作，我们需做(Q.rear+1)%MAXSIZE 操作，将顺序队列变成循环队列结构，假溢出时继续入队，入队元素插入Q.base[0]位置。

如下点击演示循环队列入队、出队

void EnQueue(Squeue& Q,int x)
{
    if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front)
    {
        cout<<"队满";
    }
    Q.base[Q.rear]=x;
    Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE;

四、顺序队出队

顺序队出队时，需要将出队元素保存在变量e中，后再将队头指针指向前一位置，为应对假溢出情况的出队操作，队头指针指向下一位置时要做（Q.front+1）%MAXSIZE 操作

void DeQueue(Squeue& Q,int& e)
{
    if(Q.front==Q.rear)
    {
        cout<<"队空";
    }
    e=Q.base[Q.front];
    cout<<"删除队头元素为："<<e;
    Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE;
}

为区分入队时可能存在的队满和出队时可能存在的队空情况，我们需要将队尾指针前一个位置空出，这样，判断队满我们可以用 if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front)来判断，判断队空时可以用 if(Q.front==Q.rear)来判断。

五、求队列长度（即元素个数）

假溢出时，我们不能简单用队尾元素下标减去队头元素下标，而需要用队尾元素下标语队头元素下标的差值加上队列总长度后再做取模运算：

int QueueLength(Squeue& Q)
{
    return (Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE;
}

完整代码如下：

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#define MAXSIZE 10
using namespace std;

typedef struct 
{
    int* base;
    int front;
    int rear;
}Squeue;
void InitQueue(Squeue& Q)
{
    Q.base=(int*)malloc(MAXSIZE*(sizeof(int)));
    if(!Q.base)
    {
        cout<<"存储分配失败";
    }
    Q.front=Q.rear=0;
}
int QueueLength(Squeue& Q)
{
    return (Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE;
}
void EnQueue(Squeue& Q,int x)
{
    if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front)
    {
        cout<<"队满";
    }
    Q.base[Q.rear]=x;
    Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE;

}
void DeQueue(Squeue& Q,int& e)
{
    if(Q.front==Q.rear)
    {
        cout<<"队空";
    }
    e=Q.base[Q.front];
    cout<<"删除队头元素为："<<e;
    Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE;
}
void GetHead(Squeue& Q)
{
    if(Q.front==Q.rear)
    {
        cout<<"无队头元素";
    }
    cout<<"新队头元素是："<<Q.base[Q.front]<<endl;
}
int main()
{
    Squeue Q1;
    //顺序队列初始化；
    InitQueue(Q1);
    //入队操作；
    cout<<"入队操作：";
    for(int i=0;i<MAXSIZE-1;i++)
    {
        int x;
        cin>>x;
        EnQueue(Q1,x);
    }
    //删除队头元素并返回新队头元素；
    int elem;
    DeQueue(Q1,elem);
    cout<<endl;
    GetHead(Q1);
    int num;
    num=QueueLength(Q1);
    cout<<"队列个数为:"<<num<<endl;
    //剩余元素出队；
    cout<<"剩余元素出队操作：";
    while(Q1.front!=Q1.rear)
    {
        cout<<Q1.base[Q1.front]<<" ";
        Q1.front=(Q1.front+1)%MAXSIZE;
    }
    return 0;
}