图解循环队列的判断队空、队满操作以及基本操作

循环队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端（front）和后端（rear）进行删除和插入操作。由于其特殊的存储结构，循环队列在处理数据时具有更高的效率。判断循环队列的队空和队满操作以及基本操作是实现循环队列的重要部分。以下是关于这些操作的详细解析和源码示例。
一、判断队空
队空的情况发生在队列中没有任何元素时。此时，front 和 rear 的值都为 0，即 front = rear = 0。以下是一个简单的判断队空的示例代码：

def is_empty(self):
return self.front == self.rear == 0

二、判断队满
队满的情况发生在队列已满，无法再插入新元素时。对于循环队列，当 rear 指针到达数组的最后一个位置时，再插入新元素会导致数组越界。因此，我们需要将 rear 指针循环回到数组的第一个位置。当 front 和 rear 指针相遇时，即 front == rear，且数组中还有剩余位置时，队列才被视为已满。以下是一个简单的判断队满的示例代码：

def is_full(self):
return (self.rear + 1) % self.capacity == self.front

三、插入操作
插入操作是将一个元素添加到队列的尾部。首先，我们将 rear 指针加 1，然后检查队列是否已满。如果队列未满，我们将新元素添加到数组的相应位置；如果队列已满，我们需要扩大数组的大小以容纳新元素。以下是一个简单的插入操作的示例代码：

def enqueue(self, item):
if self.is_full():
self.resize()
self.rear = (self.rear + 1) % self.capacity
self.array[self.rear] = item

四、删除操作
删除操作是从队列的头部移除一个元素并返回它。首先，我们将 front 指针加 1，然后检查队列是否为空。如果队列不为空，我们返回数组中相应位置的元素；如果队列为空，我们需要抛出一个异常。以下是一个简单的删除操作的示例代码：

def dequeue(self):
if self.is_empty():
raise Exception('Queue is empty')
item = self.array[self.front]
self.front = (self.front + 1) % self.capacity
return item

通过以上四个基本操作的实现，我们可以完成循环队列的操作。在实际应用中，循环队列可以用于实现优先级队列、缓冲区、任务调度等多种场景。通过合理地使用循环队列，可以提高程序的效率和稳定性。