写一篇关于数据结构队列应用的实验报告要求用C语言写出实验代码

本实验主要是对队列这种数据结构的应用进行探究，主要涉及队列的基本操作以及队列的应用实例，实验采用C语言编写代码，具体实现如下。

一、队列的基本操作

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，其基本操作包括入队、出队、判空、判满等。

入队操作

入队操作是将元素加入队列末尾的操作，实现代码如下：

void enqueue(int x) {
    if (is_full()) {
        printf("Queue is full\n");
        return;
    }
    rear = (rear + 1) % MAX_SIZE;
    queue[rear] = x;
}

出队操作

出队操作是将队列头部的元素删除的操作，实现代码如下：

int dequeue() {
    if (is_empty()) {
        printf("Queue is empty\n");
        return -1;
    }
    int x = queue[front];
    front = (front + 1) % MAX_SIZE;
    return x;
}

判空操作

判空操作是判断队列是否为空的操作，实现代码如下：

int is_empty() {
    return front == rear;
}

判满操作

判满操作是判断队列是否已满的操作，实现代码如下：

int is_full() {
    return (rear + 1) % MAX_SIZE == front;
}

二、队列的应用实例

循环队列

循环队列是一种特殊的队列，其实现代码如下：

#define MAX_SIZE 10
int queue[MAX_SIZE];
int front = 0, rear = 0;

void enqueue(int x) {
    if ((rear + 1) % MAX_SIZE == front) {
        printf("Queue is full\n");
        return;
    }
    queue[rear] = x;
    rear = (rear + 1) % MAX_SIZE;
}

int dequeue() {
    if (front == rear) {
        printf("Queue is empty\n");
        return -1;
    }
    int x = queue[front];
    front = (front + 1) % MAX_SIZE;
    return x;
}

循环队列的应用：击鼓传花游戏

该游戏的规则如下：一群人围成一圈，开始时有一个花球，规定一个数字n，从第一个人开始数数，数到第n个人，将花球传给他，然后从他开始数数，再数到n的人，如此循环，直到只剩下一个人为止。

实现该游戏的代码如下：

#include <stdio.h>
#define MAX_SIZE 10
int queue[MAX_SIZE];
int front = 0, rear = 0;

void enqueue(int x) {
    if ((rear + 1) % MAX_SIZE == front) {
        printf("Queue is full\n");
        return;
    }
    queue[rear] = x;
    rear = (rear + 1) % MAX_SIZE;
}

int dequeue() {
    if (front == rear) {
        printf("Queue is empty\n");
        return -1;
    }
    int x = queue[front];
    front = (front + 1) % MAX_SIZE;
    return x;
}

int main() {
    int n, m;
    printf("Enter the number of players: ");
    scanf("%d", &n);
    printf("Enter the number to count: ");
    scanf("%d", &m);
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        enqueue(i);
    }
    while (front != rear) {
        for (int i = 1; i < m; i++) {
            enqueue(dequeue());
        }
        printf("%d is out\n", dequeue());
    }
    printf("The winner is %d\n", dequeue());
    return 0;
}

三、实验结论

本实验通过对队列的基本操作和应用实例的探究，可以得出以下结论：

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，常用于任务调度、缓存、网络通信等场景。
队列的基本操作包括入队、出队、判空、判满等。
循环队列是一种特殊的队列，通过对队列下标取模实现循环。
击鼓传花游戏是一种基于循环队列的应用实例，通过对队列的操作实现游戏规则