十二、隊列的實現方法三（順序表的優化）

由於通過順序表代碼的複用實現隊列的過程中，進隊列要從隊列的最後一個元素進入，所以造成時間複雜度加大，現通過引進front、rear優化隊列實現方法

front：代表頭元素的下標

rear：代表隊尾下一個元素的下標

一、SeqQueue.h

#ifndef _SEQQUEUE_H_
#define _SEQQUEUE_H_


typedef void SeqQueue;


SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity);  //創建隊列 


void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue);   //銷燬隊列 


void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue);  //清空隊列 


int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item);  //進隊列 


void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue);  //出隊列 


void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue);   //獲取隊列的頭元素 


int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue);   //獲取隊列當前的長度 


int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue);  //獲取當前的容量 


#endif

二、SeqQueue.c

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "SeqQueue.h"


typedef unsigned int TSeqQueueNode;


typedef struct _tag_SeqQueue   //定義一個結構體 
{
    int capacity;
    int length;
    int front;   //始終代表隊頭的下標 
    int rear;   //隊尾下一個元素的下標 
    TSeqQueueNode* node;
} TSeqQueue;


SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity) // O(1)
{
    TSeqQueue* ret = NULL;
    
    if( capacity >= 0 )
    {
        ret = (TSeqQueue*)malloc(sizeof(TSeqQueue) + sizeof(TSeqQueueNode) * capacity);
    }
    
    if( ret != NULL )
    {
        ret->capacity = capacity;
        ret->length = 0;
        ret->front = 0;
        ret->rear = 0;
        ret->node = (TSeqQueueNode*)(ret + 1);
    }
    
    return ret;
}


void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    free(queue);
}


void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue) // 清空隊列 
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    
    if( sQueue != NULL )  //當隊列爲空時，front與rear都爲0 
    {
        sQueue->length = 0; 
        sQueue->front = 0;
        sQueue->rear = 0;
    }
}


int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item) // O(1)
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    int ret = (sQueue != NULL) && (item != NULL);
    
    ret = ret && (sQueue->length + 1 <= sQueue->capacity);  //判斷隊列是否滿了 
    
    if( ret )
    {
        sQueue->node[sQueue->rear] = (TSeqQueueNode)item;//將入隊列的元素賦值給rear下標的元素node 
        
        sQueue->rear = (sQueue->rear + 1) % sQueue->capacity; //將rear下標加一 
        
        sQueue->length++;  //長度加一 
    }
    
    return ret;
}


void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    void* ret = SeqQueue_Header(queue);  
    
    if( ret != NULL ) //判斷隊列的頭一個元素是否存在 
    {
        sQueue->front = (sQueue->front + 1) % sQueue->capacity;//將front加一的元素賦值給front元素 
        
        sQueue->length--;  //長度減一 
    }
    
    return ret;
}


void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue) // O(1) 
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    void* ret = NULL;
    
    if( (sQueue != NULL) && (sQueue->length > 0) )
    {
        ret = (void*)(sQueue->node[sQueue->front]);
    }
    
    return ret;
}


int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    int ret = -1;
    
    if( sQueue != NULL )
    {
        ret = sQueue->length;
    }
    
    return ret;
}


int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    int ret = -1;
    
    if( sQueue != NULL )
    {
        ret = sQueue->capacity;
    }
    
    return ret;
}

三、main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "SeqQueue.h"


/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */


int main(int argc, char *argv[]) 
{
    SeqQueue* queue = SeqQueue_Create(6);
    int a[10] = {0};
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        SeqQueue_Append(queue, a + i);
    }
    
    printf("Header: %d\n", *(int*)SeqQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", SeqQueue_Length(queue));
    printf("Capacity: %d\n", SeqQueue_Capacity(queue));
    
    while( SeqQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d\n", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    printf("\n");
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        SeqQueue_Append(queue, a + i);


        printf("Retrieve: %d\n", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    SeqQueue_Destroy(queue);
    
return 0;
}