C语言实现循环队列和链队列：初始化、入队、出队操作及菜单演示

本文将使用 C 语言实现循环队列和链队列，并编写相应的初始化、入队、出队操作，以及一个交互式菜单，方便用户进行测试和演示。

循环队列的定义

#define MAXSIZE 100 // 队列的最大长度

typedef struct {
    int data[MAXSIZE];
    int front; // 队头指针
    int rear; // 队尾指针
} Queue;

void initQueue(Queue *q) { // 初始化队列
    q->front = q->rear = 0;
}

int isEmpty(Queue q) { // 判断队列是否为空
    return q.front == q.rear;
}

int isFull(Queue q) { // 判断队列是否已满
    return (q.rear + 1) % MAXSIZE == q.front;
}

void enQueue(Queue *q, int x) { // 入队
    if (isFull(*q)) {
        printf('队列已满，无法入队！\n');
    } else {
        q->data[q->rear] = x;
        q->rear = (q->rear + 1) % MAXSIZE;
    }
}

int deQueue(Queue *q) { // 出队
    if (isEmpty(*q)) {
        printf('队列为空，无法出队！\n');
        return -1;
    } else {
        int x = q->data[q->front];
        q->front = (q->front + 1) % MAXSIZE;
        return x;
    }
}

链队列的定义

typedef struct QNode {
    int data;
    struct QNode *next;
} QNode, *QueuePtr;

typedef struct {
    QueuePtr front; // 队头指针
    QueuePtr rear; // 队尾指针
} LinkQueue;

void initQueue(LinkQueue *q) { // 初始化队列
    q->front = q->rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!q->front) {
        exit(1); // 内存分配失败
    }
    q->front->next = NULL;
}

int isEmpty(LinkQueue q) { // 判断队列是否为空
    return q.front == q.rear;
}

void enQueue(LinkQueue *q, int x) { // 入队
    QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!p) {
        exit(1); // 内存分配失败
    }
    p->data = x;
    p->next = NULL;
    q->rear->next = p;
    q->rear = p;
}

int deQueue(LinkQueue *q) { // 出队
    if (isEmpty(*q)) {
        printf('队列为空，无法出队！\n');
        return -1;
    } else {
        QueuePtr p = q->front->next;
        int x = p->data;
        q->front->next = p->next;
        if (q->rear == p) {
            q->rear = q->front;
        }
        free(p);
        return x;
    }
}

菜单实现

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

#define MAXSIZE 100 // 队列的最大长度

typedef struct {
    int data[MAXSIZE];
    int front; // 队头指针
    int rear; // 队尾指针
} Queue;

void initQueue(Queue *q) { // 初始化队列
    q->front = q->rear = 0;
}

int isEmpty(Queue q) { // 判断队列是否为空
    return q.front == q.rear;
}

int isFull(Queue q) { // 判断队列是否已满
    return (q.rear + 1) % MAXSIZE == q.front;
}

void enQueue(Queue *q, int x) { // 入队
    if (isFull(*q)) {
        printf('队列已满，无法入队！\n');
    } else {
        q->data[q->rear] = x;
        q->rear = (q->rear + 1) % MAXSIZE;
    }
}

int deQueue(Queue *q) { // 出队
    if (isEmpty(*q)) {
        printf('队列为空，无法出队！\n');
        return -1;
    } else {
        int x = q->data[q->front];
        q->front = (q->front + 1) % MAXSIZE;
        return x;
    }
}

typedef struct QNode {
    int data;
    struct QNode *next;
} QNode, *QueuePtr;

typedef struct {
    QueuePtr front; // 队头指针
    QueuePtr rear; // 队尾指针
} LinkQueue;

void initQueue(LinkQueue *q) { // 初始化队列
    q->front = q->rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!q->front) {
        exit(1); // 内存分配失败
    }
    q->front->next = NULL;
}

int isEmpty(LinkQueue q) { // 判断队列是否为空
    return q.front == q.rear;
}

void enQueue(LinkQueue *q, int x) { // 入队
    QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!p) {
        exit(1); // 内存分配失败
    }
    p->data = x;
    p->next = NULL;
    q->rear->next = p;
    q->rear = p;
}

int deQueue(LinkQueue *q) { // 出队
    if (isEmpty(*q)) {
        printf('队列为空，无法出队！\n');
        return -1;
    } else {
        QueuePtr p = q->front->next;
        int x = p->data;
        q->front->next = p->next;
        if (q->rear == p) {
            q->rear = q->front;
        }
        free(p);
        return x;
    }
}

int main() {
    int choice, x;
    Queue q1; // 定义循环队列
    LinkQueue q2; // 定义链队列
    initQueue(&q1); // 初始化循环队列
    initQueue(&q2); // 初始化链队列
    while (1) {
        printf('请选择操作：\n');
        printf('1. 初始化队列\n');
        printf('2. 入队\n');
        printf('3. 出队\n');
        printf('4. 退出\n');
        scanf('%d', &choice);
        switch (choice) {
            case 1:
                initQueue(&q1);
                initQueue(&q2);
                printf('初始化成功！\n');
                break;
            case 2:
                printf('请输入要入队的数：');
                scanf('%d', &x);
                enQueue(&q1, x);
                enQueue(&q2, x);
                printf('入队成功！\n');
                break;
            case 3:
                x = deQueue(&q1);
                if (x != -1) {
                    printf('循环队列出队元素为：%d\n', x);
                }
                x = deQueue(&q2);
                if (x != -1) {
                    printf('链队列出队元素为：%d\n', x);
                }
                break;
            case 4:
                exit(0);
            default:
                printf('输入有误，请重新输入！\n');
        }
    }
    return 0;
}

使用方法：

编译并运行代码。
在菜单中选择操作：
- 1. 初始化队列：初始化循环队列和链队列。
- 1. 入队：输入要入队的数，并将其加入循环队列和链队列。
- 1. 出队：从循环队列和链队列中分别出队一个元素，并打印出队元素。
- 1. 退出：退出程序。

说明：

循环队列使用数组实现，链队列使用链表实现。
循环队列的最大长度由 MAXSIZE 定义。
队列为空时，出队操作将返回 -1，并打印提示信息。
队列已满时，入队操作将打印提示信息。
程序使用了 malloc 函数来动态分配内存，使用 free 函数来释放内存。
程序使用了 exit 函数来退出程序。

总结：

本文介绍了如何使用 C 语言实现循环队列和链队列，并提供了一个完整的代码示例，方便读者学习和使用。循环队列和链队列是数据结构中的基本概念，在实际应用中有着广泛的应用。