环形队列是循环队列吗为什么（环形队列有什么应用场景）



一个使用场景

银行办理业务的排队叫号

办理业务的人先拿号，然后窗口叫号处理，没有叫到的，则排队等待。

队列：是一个 有序列表，可以用 数组 或 链表 实现。

特点：遵循 先入先出 原则。即：先存入的数据，先取出。

示意图：

• front：队首，队列头部
• rear：队尾，队列尾部
• 左 1 图：队列初始化的两个变量值
• 中图：存入数据后，的首位变化
• 右图：取数据时，从队首取，队首的变量指向也在发生变化

队列本身是 有序列表，使用数组结构来存储队列的数据，则如前面基本介绍中的示意图一样。

声明 4 个变量：

• ：用来存储数据的数组
• ：该队列的最大容量
• ：队首下标，随着数据输出而改变
• ：队尾下标，随着数据输入而改变

队列中常用操作分析，以 add，把数据存入队列为例，思路分析：

1. 将尾指针往后移：，前提是当 时，队列是空的
2. 若尾指针：
   • 则将数据存入 rear 所指的数组元素中，
   • 否则无法存入数据。表示队列满了

以上思路是一个最基本的实现（不是完美的，看完代码就明白了）。代码实现如下

运行测试

目前实现了一个 一次性的队列（不能复用），因为可以往队列中添加数据，基本功能也是可以的，当队列满之后，再添加就加不进去了，获取数据也不能清空原队列中的数据。

优化方向：使用算法将这个数组改进成一个环形队列。

1. front：含义调整

   表示：队列的第一个元素，也就是说 就是队列的第一个元素

   初始值：0

2. rear：含义调整

   表示：队列的最后一个元素的下一个位置

   初始值(只是初始值)：0

   这个很重要，是一个小算法，能更方便的实现我们的环形队列。

3. 队列 满 计算公式：
4. 队列 空 计算公式：
5. 队列中 有效元素个数 计算公式：

为了能更清晰这个算法，下面画图来演示队列中元素个数，关键变量的值

该算法取巧的地方在于 rear 的位置，注意看上图，rear 所在的位置 永远是空的，实现环形队列的算法也有多种，这里空出来一个位置，是这里算法的核心。所以，循环队列会浪费一个数组的存储空间。

运行测试功能输出

可以看到上面的表现，和那个图解分析是一致的， rear 所在的位置没有元素，是动态的。

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