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C++循环队列 经典示例

循环队列(Circular Queue),又称环形缓冲区,是一种常用的数据结构,特别适用于资源有限的场合,比如操作系统中的任务调度、网络数据缓冲等。循环队列在数组的基础上实现,逻辑上首尾相连,能够充分利用数组空间。

下面是一个用C++实现的循环队列示例:

#include <iostream>
using namespace std;class CircularQueue {
private:int *queue;int front;int rear;int size;int capacity;public:CircularQueue(int k) {capacity = k + 1;  // 多一个空间用于区分队列满和空queue = new int[capacity];front = 0;rear = 0;size = 0;}~CircularQueue() {delete[] queue;}bool enqueue(int value) {if (isFull()) {cout << "Queue is full" << endl;return false;}queue[rear] = value;rear = (rear + 1) % capacity;size++;return true;}bool dequeue() {if (isEmpty()) {cout << "Queue is empty" << endl;return false;}front = (front + 1) % capacity;size--;return true;}int Front() {if (isEmpty()) {cout << "Queue is empty" << endl;return -1;}return queue[front];}int Rear() {if (isEmpty()) {cout << "Queue is empty" << endl;return -1;}return queue[(rear - 1 + capacity) % capacity];}bool isEmpty() {return size == 0;}bool isFull() {return size == capacity - 1;}int getSize() {return size;}
};int main() {CircularQueue cq(5);  // 创建容量为5的循环队列cq.enqueue(10);cq.enqueue(20);cq.enqueue(30);cq.enqueue(40);cq.enqueue(50);cout << "Front element: " << cq.Front() << endl;  // 输出队首元素cout << "Rear element: " << cq.Rear() << endl;    // 输出队尾元素cq.dequeue();cq.dequeue();cout << "After dequeuing two elements:" << endl;cout << "Front element: " << cq.Front() << endl;  // 输出队首元素cout << "Rear element: " << cq.Rear() << endl;    // 输出队尾元素return 0;
}

这个示例中,CircularQueue 类实现了一个循环队列,支持以下操作:

  • enqueue(int value):向队列尾部添加一个元素。
  • dequeue():从队列头部移除一个元素。
  • Front():获取队首元素。
  • Rear():获取队尾元素。
  • isEmpty():检查队列是否为空。
  • isFull():检查队列是否已满。
  • getSize():获取当前队列中的元素个数。

循环队列的实现利用数组和两个指针(frontrear)来追踪队首和队尾的位置,通过取模操作来实现首尾相连的效果。

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