循环队列 | Set 1(介绍和数组实现)

什么是循环队列？

在计算机科学中，队列是一种抽象数据类型，它只允许在队列的一端（称为队尾）插入新的元素，而在另一端（称为队首）删除元素。由于它的特殊性质，队列被用来实现许多重要的算法，包括广度优先搜索和迪杰斯特拉算法。而循环队列，也是队列的一种实现方式。

循环队列顾名思义就是可以循环使用的队列，又叫做环形队列。通常，队列可以用数组或链表来实现。而循环队列的数组实现要比链表实现简单。

数组实现循环队列

循环队列可以用数组来实现，同样地，数组实现循环队列也十分简单。我们可以定义一个数组来保存队列中所有的元素，再定义一个头指针和一个尾指针指向队列的头部和尾部，完成出队入队等操作。

循环队列的实现细节

下面是一个具体的循环队列的实现代码，忽略了异常情况的处理（如队列已满或已空）：

#define MAXSIZE 10
class Queue {
private:
    int data[MAXSIZE];
    int front, rear;
public:
    Queue() :front(0), rear(0) {} //构造函数
    bool push(int x) {
        if ((rear + 1) % MAXSIZE == front) return false; //队列已满
        data[rear] = x;
        rear = (rear + 1) % MAXSIZE;
        return true;
    }
    bool pop() {
        if (front == rear) return false; //队列已空
        front = (front + 1) % MAXSIZE;
        return true;
    }
    int front() {
        return data[front];
    }
};

在上面的代码中，我们定义了一个最大大小为 MAXSIZE 的数组 data，表示队列的所有元素。我们还定义了两个指针front和rear，分别指向队列的头部和尾部。

在push函数中，当rear=(rear+1)%MAXSIZE，表示队列已经满了，如果队列没有满，则将x加入队列尾部data[rear]，并将rear指向下一个位置。在pop函数中，当front==rear，表示队列为空，如果队列不为空，则将front指向下一个位置。在front函数中，返回front所指向的位置的值。