环形队列c++实现（C++环形队列）

一、环形队列是什么

队列是一种常用的数据结构，这种结构保证了数据是按照“先进先出”的原则进行操作的，即最先进去的元素也是最先出来的元素.环形队列是一种特殊的队列结构，保证了元素也是先进先出的，但与一般队列的区别是，他们是环形的，即队列头部的上个元素是队列尾部，通常是容纳元素数固定的一个闭环。

二、环形队列的优点

　1.保证元素是先进先出的

是由队列的性质保证的，在环形队列中通过对队列的顺序访问保证。

　2.元素空间可以重复利用

因为一般的环形队列都是一个元素数固定的一个闭环，可以在环形队列初始化的时候分配好确定的内存空间，当进队或出队时只需要返回指定元素内存空间的地址即可，这些内存空间可以重复利用，避免频繁内存分配和释放的开销。

　3.为多线程数据通信提供了一种高效的机制。

在最典型的生产者消费者模型中，如果引入环形队列，那么生成者只需要生成“东西”然后放到环形队列中即可，而消费者只需要从环形队列里取“东西”并且消费即可，没有任何锁或者等待，巧妙的高效实现了多线程数据通信。

三、c#环形队列的实现

看了一个数据结构的教程，是用c++写的，可自己c#还是一个菜鸟，更别说c++了，但还是大胆尝试用c#将其中的环形队列的实现写出来，先上代码：

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465 public class myqueue<t> : idisposable{private t[] queue;private int length;private int capacity;private int head = 0;private int tail = 0;public myqueue(int capacity) {this.capacity = capacity;this.head = 0;this.tail = 0;this.length = 0;this.queue = new t[capacity];}public void clear() {head = 0;tail = 0;length = 0;}public bool isempty() {return length == 0;}public bool isfull() {return length == capacity;}public int length() {return length;}public bool enqueue(t node) {if (!isfull()) {queue[tail] = node;tail = (++tail) % capacity;length++;return true;}return false;}public t dequeue() {t node = default(t);if (!isempty()) {node = queue[head];head = (++head) % capacity;length--;}return node;}public void traverse() {for (int i = head; i < length + head; i++) {console.writeline(queue[i % capacity]);console.writeline($"前面还有{i - head}个");}}public void dispose() {queue = null;}}

为了能够通用，所以用的是泛型来实现环形队列类。这里最重要的是进队(enqueue)和出队(dequeue)两个方法，进队或出队后头和尾的位置都要通过取模运算来获得，因为是环形队列嘛，你懂的。

1、简单类型队列

好了，测试下入队：

123456789101112 class program{static void main(string[] args) {myqueue<int> queue = new myqueue<int>(4);queue.enqueue(10);queue.enqueue(16);queue.enqueue(18);queue.enqueue(12);queue.traverse();console.read();}}

显示结果：

环形队列c++实现（C++环形队列）

再测试下出队：

123456789101112131415161718 class program{static void main(string[] args) {myqueue<int> queue = new myqueue<int>(4);queue.enqueue(10);queue.enqueue(16);queue.enqueue(18);queue.enqueue(12);queue.traverse();console.writeline("弹两个出去");queue.dequeue();queue.dequeue();console.writeline();queue.traverse();console.read();}}

运行结果：

环形队列c++实现（C++环形队列）

2、复杂类型队列

之前也说了，这个队列类是用的泛型写的，对应于c++的模板了，那就意味着任何类型都可以使用这个队列类，来测试个自定义的类试试，如下先定义一个customer类：

123456789101112 public class customer{public string name { get; set; }public int age { get; set; }public void pringinfo() {console.writeline("姓名:" + name);console.writeline("年龄:" + age);console.writeline();}}

然后进行入队，如下：

1234567891011121314 class program{static void main(string[] args) {myqueue<customer> queue = new myqueue<customer>(5);queue.enqueue(new customer() { name = "宋小二", age = 29 });queue.enqueue(new customer() { name = "陈小三", age = 28 });queue.enqueue(new customer() { name = "王小四", age = 26 });queue.enqueue(new customer() { name = "朱小五", age = 48 });for (int i = 0; i < queue.length(); i++) {queue[i].pringinfo();}console.read();}}

上面的代码 queue[i].pringinfo();是通过索引来实现，所以我们得在队列类中实现索引，添加如下代码到myqueue.cs类中，如下：

12345 public t this[int index] {get {return queue[index];}}

感觉用for循环来遍历还是不够好，想用foreach，那就给myqueue类加个遍历接口，如下：

环形队列c++实现（C++环形队列）

然后实现这个接口，如下：

1234567891011 public ienumerator<t> getenumerator() {foreach(t node in queue) {if(node != null) { yield return node;}}}ienumerator ienumerable.getenumerator() {return getenumerator();}