实验4顺序循环队列基本操作
循环队列的基本操作
实验四循环队列的基本操作实验目的：1、熟悉将算法转换成程序代码的过程。
2、了解单循环队列的逻辑结构特性，熟练掌握循环队列顺序存储结构的C 语言描述方法。
3、熟练掌握循环队列的基本操作：入队、出队等，掌握循环队列的存取特性。
实验内容：1、分别建立包含6个数据元素的循环队列；2、从键盘输入一个数据元素x，进行入队操作；3、获取队头元素的值；4、对循环队列进行出队操作；5、打印循环队列元素和队列长度；6、给出程序及各项操作结果。
实验步骤：#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <stdlib.h>#define MAXSIZE 100 /*队列的最大容量*/typedef int DataType;typedef struct {DataType data[MAXSIZE]; /*队列的存储空间*/int front, rear; /*队头队尾指针*/}SeqQueue,*PSeqQueue;PSeqQueue Init_SeqQueue( ){ /*初始化一新队列，入口参数：无，返回值：新顺序队列指针，null表示失败*/ PSeqQueue Q;Q=( PSeqQueue )malloc(sizeof(SeqQueue));if (Q){Q->front=0;Q->rear=0;printf("置空队列成功！");}return Q;}void Destroy_SeqQueue(PSeqQueue *Q){ /*销毁一队列，入口参数：要销毁的顺序队列指针的地址，返回值：无*/ if (*Q)free(*Q);*Q=NULL;}int Empty_SeqQueue(PSeqQueue Q)/*判断队列是否为空，入口参数：顺序队列，返回值：1表示为空，0表示非空*/{ if (Q && Q->front==Q->rear)return (1);elsereturn (0);}int QueueLength (PSeqQueue Q){学生自己写}//返回Q的元素个数，即队列的长度int In_SeqQueue ( PSeqQueue Q , DataType x)/*入队操作，入口参数：顺序队列和待入队元素x ，返回值：1表示成功，－1表示队满溢出*/{ if ((Q->rear+1)%MAXSIZE==Q->front){ printf("队满");return -1; /*队满不能入队*/}else{ Q->rear=(Q->rear+1) % MAXSIZE;Q->data[Q->rear]=x;return 1; /*入队完成*/}}int Out_SeqQueue (PSeqQueue Q,DataType *x){ /*出队操作，入口参数：顺序队列，返回值：1表示成功，－1表示队空,出队的元素保存到*x */if (Empty_SeqQueue(Q)){printf("队空");return -1; /*队空不能出队*/}else{ Q->front=(Q->front+1) % MAXSIZE;*x=Q->data[Q->front];return 1; /*出队完成*/}}int Front_SeqQueue(PSeqQueue Q ,DataType *x){ /*取队头元素，入口参数：顺序队列和取出元素存放地址，返回值：1表示成功，－1表示队空*/if (Q->front==Q->rear){printf("队空");return -1; /*队空不能得到队头元素*/}else{ *x=Q->data[(Q->front+1)%MAXSIZE];return 1; /*取队头元素操作完成*/}}void display(PSeqQueue S){学生填写}void main(){（由学生填写）}实验用测试数据和相关结果分析：（由学生填写）实验总结：（由学生填写）。
04循环队列的基本操作
n=Empty(&Q);
if(n==1)printf("队空\n");
else printf("队非空\n");
break;
case 5:h=QueueLength(&Q);
printf("队长为:%d\n",h);
break;
case 0:exit(0);break;
}
DataType Dequeue(Cirqueue *Q)//出队
{
if(Q->rear==Q->front)
{
printf("下溢");exit(-1);
}
Q->front=(Q->front+1)%Queuesize;//队头指针在循环意义下加1
return Q->data[Q->front];//读取并返回出队前队头元素
void Initqueue(Cirqueue *Q)//初始化
{ Q->front=Q->rear=Queuesize-1; }
int Enqueue(Cirqueue *Q,DataType x)//入队
{ /*将x插入循环队列sq中，sq具有队头和队尾指针*/
if((flag==1)&&(Q->rear==Q->front)) /*判断队满*/
int main()
{
int key,x,n;//x为队列元素，n为判空标签
Cirqueue Q;
Initqueue(&Q);
noop:
printf("队列基本操作\n");
循环队列的基本操作
循环队列的基本操作循环队列是一种特殊的队列，它的队尾和队头是相连的。
相比于普通队列，在插入元素时可以循环利用队列的空间，提高了存储空间的利用效率。
循环队列的基本操作包括初始化队列、入队操作、出队操作以及判断队列是否为空或已满等。
下面将详细介绍循环队列的基本操作。
1.初始化队列：循环队列通常用一个数组来实现，在初始化队列时，需要初始化队头和队尾指针为空指针，将队头和队尾指针指向数组的第一个元素。
同时，需要设定队列的容量，以便后续操作判断队列是否已满。
2.入队操作：向队列插入元素的操作称为入队。
当队列未满时，可以将元素插入到队尾指针所指向的位置，并将队尾指针往后移动一位。
需要注意的是，如果队尾指针已经到达数组的末尾，则需要将其循环到数组的开头，保持队列的循环性质。
3.出队操作：从队列中删除元素的操作称为出队。
当队列非空时，可以将队头指针所指向的元素删除，并将队头指针往后移动一位，以表示队头的指向已经变为下一个元素。
同样需要注意的是，如果队头指针已经到达数组的末尾，则需要将其循环到数组的开头。
4.判断队列是否为空：队列为空的条件是队头指针和队尾指针相等，并且它们都为空指针。
如果队列为空，表示没有任何元素在队列中。
5.判断队列是否已满：队列已满的条件是队尾指针的下一个位置等于队头指针。
由于队列的存储空间是一定的，当队列已满时，无法再插入元素。
以上就是循环队列的基本操作。
循环队列的实现相对简单，但需要注意队列满和空的特殊情况的处理，以及前后指针的循环移动。
比较常见的应用场景是操作系统的任务调度、缓冲区、计算排队等。
循环队列的特点是可以高效地利用存储空间，并且入队和出队操作的时间复杂度都是O(1)。
但是循环队列的容量是固定的，当队列已满时无法再插入元素，需要特殊处理如扩容或缩容的情况。
另外，由于队列的元素是顺序存储的，删除元素后，仍然占用着存储空间，可能导致存储空间的浪费。
在实际应用中，可以通过设置一个计数器来记录队列中有效元素的个数，以解决这个问题。
数据结构上机4_循环队列
实验四队列（循环队列的创建、添加和删除操作）
1．实验目的：掌握循环队列的基本操作，并对其进行简单应用。
2．实验内容：
假设循环队列的最大长度为7，现在依次将以下数据入队列：{7，5，3，9，2，4}；
接着进行3次出队列的操作，再将15、18这两个数据入队列，最后从对头到队尾依次输出队列中的元素。
3．实验步骤：
源代码：
运行结果;
4.总结
在C语言中不能用动态分配的一维数组来实现循环队列。
如果用户的应用程序中设有循环队列，则必须为他设定一个最大队列长度；若用户无法预估队列的最大长度，则宜采用链队列。
循环队列及链队列的基本操作 头歌
循环队列及链队列的基本操作1. 循环队列的基本概念和原理循环队列是一种常见的数据结构，它具有队列的特点，即先进先出（FIFO）。
与普通队列相比，循环队列的特点在于它可以充分利用数组的空间，解决了普通队列在出队操作时需要频繁搬移数据的问题。
循环队列的基本原理是使用环形数组来实现队列的存储和操作，通过头指针和尾指针的移动，实现队列的入队和出队操作。
2. 循环队列的基本操作2.1 入队操作：将元素插入队列的尾部，并更新尾指针的位置。
2.2 出队操作：从队列的头部取出元素，并更新头指针的位置。
2.3 判空操作：当头指针和尾指针重合时，队列为空。
2.4 判满操作：当尾指针的下一个位置与头指针重合时，队列为满。
3. 链队列的基本概念和原理链队列是另一种常见的队列实现方式，与循环队列不同的是，链队列使用链表来存储队列元素。
链队列的基本原理是使用链表的头节点和尾节点来实现队列的操作，通过指针的移动，实现入队和出队操作。
4. 链队列的基本操作4.1 入队操作：将元素插入队列的尾部，并更新尾节点的位置。
4.2 出队操作：从队列的头部取出元素，并更新头节点的位置。
4.3 判空操作：当头节点和尾节点指向同一个节点时，队列为空。
4.4 遍历操作：通过指针的遍历，可以获取队列中的所有元素。
5. 总结和回顾通过对循环队列和链队列的基本概念、原理和操作进行分析，我们可以看出它们都是用于实现队列功能的数据结构，但在不同的场景下有着不同的优势和应用。
循环队列适合于对空间有限且需要频繁进行入队和出队操作的场景，而链队列适合于对空间要求宽松、对操作有一定顺序要求的场景。
6. 个人观点和理解在实际编程中，循环队列和链队列都有着各自的优点和局限性，需要根据具体的场景和需求来选择合适的队列实现方式。
在使用循环队列时，需要注意头尾指针的移动，避免产生死循环和队列溢出的问题；而在使用链队列时，需要考虑对节点的动态分配和释放，避免产生内存泄漏和指针错乱的问题。
顺序循环队列实验报告
一、实验目的1. 理解顺序循环队列的概念和原理。
2. 掌握顺序循环队列的初始化、入队、出队等基本操作。
3. 通过编程实现顺序循环队列，并验证其功能。
二、实验原理顺序循环队列是一种利用一维数组实现队列的存储结构。
它将一维数组看作是首尾相连的循环结构，队列的头部和尾部在数组的两端。
顺序循环队列的特点是：队列满时，头指针和尾指针相差一个数组的长度；队列空时，头指针和尾指针相等。
顺序循环队列的基本操作如下：1. 初始化：创建一个顺序循环队列，并设置头指针和尾指针。
2. 入队：将元素插入队列尾部。
3. 出队：从队列头部删除元素。
4. 判断队列是否为空或满。
三、实验内容1. 创建顺序循环队列类。
2. 实现顺序循环队列的初始化、入队、出队等基本操作。
3. 编写测试代码，验证顺序循环队列的功能。
四、实验步骤1. 创建顺序循环队列类，定义队列长度、头指针、尾指针等属性。
2. 实现顺序循环队列的初始化方法，初始化头指针和尾指针。
3. 实现顺序循环队列的入队方法，判断队列是否已满，如果未满，将元素插入队列尾部，并更新尾指针；如果已满，则提示队列已满。
4. 实现顺序循环队列的出队方法，判断队列是否为空，如果为空，则提示队列已空；如果未空，则从队列头部删除元素，并更新头指针。
5. 编写测试代码，创建顺序循环队列实例，执行入队和出队操作，验证顺序循环队列的功能。
五、实验结果与分析1. 初始化顺序循环队列```pythonclass CircularQueue:def __init__(self, size):self.queue = [None] sizeself.head = 0self.tail = 0self.count = 0self.maxsize = size```2. 入队操作```pythondef enqueue(self, item):if self.count == self.maxsize:print("Queue is full")else:self.queue[self.tail] = itemself.tail = (self.tail + 1) % self.maxsizeself.count += 1```3. 出队操作```pythondef dequeue(self):if self.count == 0:print("Queue is empty")else:item = self.queue[self.head]self.queue[self.head] = Noneself.head = (self.head + 1) % self.maxsize self.count -= 1return item```4. 测试代码```pythondef test_circular_queue():queue = CircularQueue(5)print("Enqueue 1 to 5:")for i in range(1, 6):queue.enqueue(i)print(queue.queue)print("Dequeue 1 to 5:")for _ in range(5):print(queue.dequeue())print(queue.queue)test_circular_queue()```实验结果分析：通过测试代码，我们可以看到顺序循环队列在初始化、入队和出队操作时都能正确执行。
实验4顺序循环队列基本操作
实验4: 顺序循环队列基本操作一、实验目的1．熟悉并能实现顺序循环队列的定义和基本操作。
2．了解用队列解决实际应用问题。
二、实验要求1．进行队列的基本操作时要注意队列“先进先出”的特性。
2．复习关于栈操作的基础知识。
3．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。
4．整理并上交实验报告。
三、实验内容1．任意输入队列长度和队列中的元素值，构造一个队列，对其进行清空、插入新元素、返回队头元素以及删除队头元素操作。
2．约瑟夫环的实现：设有n个人围坐在圆桌周围，现从某个位置i 上的人开始报数，数到m 的人就站出来。
下一个人，即原来的第m+1个位置上的人，又从1开始报数，再是数到m的人站出来。
依次重复下去，直到全部的人都站出来，按出列的先后又可得到一个新的序列。
由于该问题是由古罗马著名的史学家Josephus提出的问题演变而来，所以通常称为Josephus 问题。
例如：当n=8,m=4,i=1时，得到的新序列为：4，8，5，2，1，3，7，6编写程序选择循环队列（也可换为自己熟悉的数据结构）作为存储结构模拟整个过程，并依次输出出列的各人的编号。
3．(选做实验)设停车场内只有一个可停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。
汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其它车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。
试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。
程序编写提示：以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。
每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，对每一组输入数据进行操作后的输出数据为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费）。
顺序队列的基本操作
顺序队列的基本操作顺序队列是一种基于数组实现的队列，它具有先进先出的特性。
在顺序队列中，元素的插入和删除操作都是在队尾进行的，而队头则用于读取元素。
本文将介绍顺序队列的基本操作，包括初始化、入队、出队、获取队头元素、获取队列长度以及判断队列是否为空等。
一、初始化在使用顺序队列前，需要先进行初始化操作。
初始化操作主要是为顺序队列分配内存空间，并将其相关属性（如头指针和尾指针）设置为初始值。
以下是顺序队列初始化的代码实现：```#define MAXSIZE 100 // 定义最大容量typedef struct {int data[MAXSIZE]; // 存储数据元素int front; // 头指针int rear; // 尾指针} SqQueue;void InitQueue(SqQueue *Q) {Q->front = Q->rear = 0; // 初始化头指针和尾指针为0}```二、入队入队是将一个元素插入到顺序队列的末尾。
在进行入队操作时，需要先判断当前是否已经达到了最大容量。
如果没有达到最大容量，则将新元素插入到尾部，并更新尾指针；否则，表示当前已经满员，无法再插入新元素。
以下是顺序队列入队的代码实现：```void EnQueue(SqQueue *Q, int x) {if ((Q->rear + 1) % MAXSIZE == Q->front) { // 判断队列是否已满printf("Queue is full.\n");return;}Q->data[Q->rear] = x; // 将新元素插入到尾部Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXSIZE; // 更新尾指针}```三、出队出队是将顺序队列中的一个元素删除，并返回该元素的值。
在进行出队操作时，需要先判断当前是否为空队列。
如果不为空，则将头部元素删除，并更新头指针；否则，表示当前已经为空，无法进行出队操作。
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实验4: 顺序循环队列基本操作
一、实验目的
1．熟悉并能实现顺序循环队列的定义和基本操作。
2．了解用队列解决实际应用问题。
二、实验要求
1．进行队列的基本操作时要注意队列“先进先出”的特性。
2．复习关于栈操作的基础知识。
3．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。
4．整理并上交实验报告。
三、实验内容
1．任意输入队列长度和队列中的元素值，构造一个队列，对其进行清空、插入新元素、返回队头元素以及删除队头元素操作。
2．约瑟夫环的实现：设有n个人围坐在圆桌周围，现从某个位置i 上的人开始报数，数到m 的人就站出来。
下一个人，即原来的第m+1个位置上的人，又从1开始报数，再是数到m的人站出来。
依次重复下去，直到全部的人都站出来，按出列的先后又可得到一个新的序列。
由于该问题是由古罗马著名的史学家Josephus提出的问题演变而来，所以通常称为
Josephus 问题。
例如：当n=8,m=4,i=1时，得到的新序列为：
4，8，5，2，1，3，7，6
编写程序选择循环队列（也可换为自己熟悉的数据结构）作为存储结构模拟整个过程，并依次输出出列的各人的编号。
3．(选做实验)设停车场内只有一个可停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。
汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其它车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。
试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。
程序编写提示：以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。
每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，对每一组输入数据进行操作后的输出数据为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费）。
栈以顺序结构实现，队列以链表实现。
需另设一个栈，临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车，也用顺序存储结构实现。
输入数据按到达或离去的时刻有序。
栈中每个元素表示一辆汽车，包含两个数据项：汽车的牌照号码和进入停车场的时刻。
四、思考与提高
1．链栈只有一个top指针，对于链队列，为什么要设计一个头指针和一个尾指针？
2．一个程序中如果要用到两个栈时，可通过两个栈共享一维数组来实现。
即双向栈共享邻接空间。
如果一个程序中要用到两个队列，能否实现？如何实现？
说明：
三个同学一组，每人完成以下任务之一：
1、队列的链式结构表示与实现；
2、队列的顺序结构表示与实现；
3、约瑟夫环的实现。