轉(zhuǎn)自：單片機的FIFO(先入先出)循環(huán)隊列實現(xiàn)

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// // 文件：config.h // #ifndef __CONFIG_H #define __CONFIG_H //這一段無需改動 //This segment should not be modified #ifndef TRUE #define TRUE 1 #endif #ifndef FALSE #define FALSE 0 #endif typedef unsigned char uint8; typedef signed char int8; typedef unsigned short uint16; typedef signed short int16; typedef unsigned int uint32; typedef signed int int32; typedef float fp32;#include "FIFOQUEUE.h" #endif // // 文件：FIFOQUEUE.h // #ifndef _FIFOQUEUE_H #define _FIFOQUEUE_H #define ElemType uint8 #define QueueSize 20 //fifo隊列的大小 #define QueueFull 0 //fifo滿置0 #define QueueEmpty 1 //FIFO空置1 #define QueueOperateOk 2 //隊列操作完成 賦值為2 struct FifoQueue {uint16 front; //隊列頭uint16 rear; //隊列尾uint16 count; //隊列計數(shù) ElemType dat[QueueSize]; }; //Queue Initalize extern void QueueInit(struct FifoQueue *Queue); // Queue In extern uint8 QueueIn(struct FifoQueue *Queue,ElemType sdat); // Queue Out extern uint8 QueueOut(struct FifoQueue *Queue,ElemType *sdat); #endif // // 文件：FIFOQUEUE.C // #include "config.h" //Queue Init void QueueInit(struct FifoQueue *Queue) {Queue->front = Queue->rear;//初始化時隊列頭隊列首相連Queue->count = 0; //隊列計數(shù)為0 }// Queue In uint8 QueueIn(struct FifoQueue *Queue,ElemType sdat) //數(shù)據(jù)進入隊列 {if((Queue->front == Queue->rear) && (Queue->count == QueueSize)){ // full //判斷如果隊列滿了return QueueFull; //返回隊列滿的標志}else{ // inQueue->dat[Queue->rear] = sdat;Queue->rear = (Queue->rear + 1) % QueueSize;Queue->count = Queue->count + 1;return QueueOperateOk;} }// Queue Out uint8 QueueOut(struct FifoQueue *Queue,ElemType *sdat) {if((Queue->front == Queue->rear) && (Queue->count == 0)){ // emptyreturn QueueEmpty;}else{ // out*sdat = Queue->dat[Queue->front];Queue->front = (Queue->front + 1) % QueueSize;Queue->count = Queue->count - 1;return QueueOperateOk;} } // // 文件：Main.C // #include <reg52.h> #include "config.h" void main(void) {struct FifoQueue MyQueue;ElemType sh;uint8 i;QueueInit(&MyQueue);while(1){for(i = 0;i < 30;i++){if(QueueIn(&MyQueue,i) == QueueFull) break;}for(i = 0;i < 30;i++){if(QueueOut(&MyQueue,&sh) == QueueEmpty) break;}}while(1); }

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隊列是一種先進先出（first infirst out，縮寫為FIFO）的線性表。它只允許在標的一端進行插入，而在另一端刪除元素。這和我們?nèi)粘Ｉ钪械呐抨犑且恢碌?#xff0c;最早進入隊列的元素最早離開。在隊列中，允許插入的一端叫做隊尾（rear），允許刪除的一端則稱為對頭（front）（排隊買票，窗口一端叫對頭，末尾進隊叫隊尾）。

????用鏈表表示的隊列稱為鏈隊列，如圖2所示。一個鏈隊列顯然需要兩個分別指向?qū)︻^和隊尾的指針（分別稱為頭指針和尾指針）才能唯一確定。這里，和線性表的單鏈表一樣，為了操作方便起見，我們先給鏈隊列添加一個頭結(jié)點，并令頭指針和尾指針均指向頭結(jié)點，如圖3(a)所示。鏈隊列的操作即為單鏈表的插入和刪除操作的特殊情況，只是尚需修改尾指針或頭指針，圖3(b)~(d)展示了這兩種操作進行時指針變化的情況。下面給出鏈隊列類型的模塊說明。

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖２ 鏈隊列示意圖 ? ? ??

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? ? ? ?圖３ 隊列運算指針變化情況 (a)空隊列；(b)元素x入隊；(c)元素y入隊；(d)元素x出隊

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//=====ADT Queue的表示與實現(xiàn)===== //-----單鏈隊列——隊列的鏈式存儲結(jié)構(gòu)----- typedef struct QNode{ QElemType data; struct QNode *next; }QNode, *QueuePtr; typedef struct{ QueuePtr front; //對頭指針 QueuePtr rear; //隊尾指針 }LinkQueue； //-----基本操作的函數(shù)原型說明（幾個易錯常考的）----- Status GetHead(LinkQueue Q, QElemType &e) //若隊列不空，則用e返回Q的對頭元素，并返回OK；否則返回ERROR Status EnQueue(LinkQueue &Q, QElemType e) //插入元素e為Q的新的隊尾元素 Status DeQueue(LinkQueue &Q, QElemType &e) //若隊列不空，則刪除Q的對頭元素，用e返回其值，并返回OK； //否則返回ERROR

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?????和順序棧相類似，在隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)中，除了用一組地址連續(xù)的存儲單元依次存放從隊列頭到隊列尾的元素之外，尚需附設兩個指針front和rear分別之時隊列頭元素和隊列尾元素的位置。為了在C語言中描述方便起見，在此我們約定：初始化建空隊列時，令front=rear=0，每當插入新的隊列尾元素時，“尾指針增1”；每當刪除隊列頭元素時，“頭指針增1”。因此，在非空隊列中，頭指針始終指向隊列頭元素，而尾指針始終指向隊列尾元素的下一個位置。如圖4所示。

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖4 頭、尾指針和隊列中元素之間的關(guān)系

? ? ? ? ? ? ?(a)空隊列；(b)J1、J2和J3相繼入隊列；(c)J1和J2相繼被刪除；(d)J4、J5和J6相繼插入隊列之后J3及J4被刪除

????假設當前為隊列分配的最大空間為6，則當隊列處于圖4(d)的狀態(tài)時不可再繼續(xù)插入新的隊尾元素，否則會因數(shù)組越界而遭致程序代碼被破壞。然而此時又不宜如順序棧那樣，進行存儲再分配擴大數(shù)組空間，因為隊列的實際可用空間并未占滿。一個較巧妙的辦法是將順序隊列臆造為一個環(huán)狀的空間，如圖5所示，稱之為循環(huán)隊列。指針和隊列元素之間關(guān)系不變，如圖6(a)所示循環(huán)隊列中，隊列頭元素時J3，隊列尾元素是J5，之后J6、J7和J8相繼插入，則隊列空間均被占滿，如圖6(b)所示，此時Q.front=Q.rear；反之，若J3、J4和J5相繼從圖6(a)的隊列中刪除，使隊列呈“空”的狀態(tài)，如圖6(c)所示。此時亦存在關(guān)系式Q.front=Q.rear，由此可見，只憑等式Q.front=Q.rear無法判別隊列空間是“空”還是“滿”。可由兩種處理方法：其一是另設一個標志位以區(qū)別隊列是“空”還是“滿”；其二是少用一個元素空間，約定以“隊列頭指針在隊列尾指針的下一位置（指環(huán)狀的下一位置）上”作為隊列呈“滿”狀態(tài)的標志。

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖5 循環(huán)隊列示意圖

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖6 循環(huán)隊列的頭尾指針 (a)一般情況；(b)隊列滿時；(c)空隊列；

????從上述分析可見，在C語言中不能用動態(tài)分配的一維數(shù)組來實現(xiàn)循環(huán)隊列。如果用戶的應用程序中設有循環(huán)隊列，則必須為它設定一個最大隊列長度；若用戶無法預估所用隊列的最大長度，則宜采用鏈隊列。循環(huán)隊列類型的模塊說明如下：

//-----循環(huán)隊列———隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)----- #define MAXQSIZE 100 //最大隊列長度 typedef struct {QElemType *base; //初始化的動態(tài)非配存儲空間 int front; //頭指針，若隊列不空，指向隊列的頭元素 int rear; //尾指針，若隊列不空，指向隊列尾元素的下一個位置 }SqQueue;//-----循環(huán)隊列的基本操作的算法描述----- Status InitQueue(SqQueue &Q) {//構(gòu)造一個空隊列Q Q.base=(ElemType *)malloc(MAXQSIZE*sizeof(ElemType)); if(!Q.base) exit (OVERFLOW); // 存儲分配失敗Q.front=Q.rear=0; return OK; } int QueueLength(SqQueue Q){ //返回Q的元素個數(shù)，即隊列的長度 return (Q.rear-Q.front+MAXQSIZE) % MAXQSIZE; } Status EnQueue(SqQueue &Q, QElemType e) {//插入元素e為Q的新的隊尾元素 if((Q.rear+1) % MAXQSIZE == Q.front) return ERROR; // 隊列滿Q.base[Q.rear]=e; Q.rear=(Q.rear+1) % MAXQSIZE; return OK; } Status DeQueue(SqQueue &Q, QElemType &e) {//若隊列不空，則刪除Q的對頭元素，用e返回其值，并返回OK； //否則返回ERROR if(Q.front==Q.rear) return ERROR; e=Q.base[Q.front]; Q.front=(Q.front+1) % MAXQSIZE; return OK; }

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Danhuise/p/3915298.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单片机的 FIFO循环队列实现的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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