为什么循环队列中的尾部指向空元素？

Question

我想知道为什么循环队列中的tail必须指向一个空元素？ 众所周知，循环队列的容量为（N-1），因为它必须为队列留出一个空白空间来判断队列是否已满。但是在我看来，这是因为尾指针必须指向一个空元素，如果可以指向最后一个元素而不是空元素，则它可以填充队列中的所有空间。 所以我想知道为什么我们将循环队列设计为这种格式，非常感谢！

Answer 1

对不起，我注意到我错了…… 如果尾指针指向最后一个元素，而不是最后一个（element + 1），则如果tail == front，则我们无法知道队列是否为空或仅填充了一个元素。这样会引起一些问题。

Answer 2

在尾部指针指向要填充的下一个元素的地方（并且没有“总是空”元素），有两个条件我们无法区分。这些是“队列已满”和“队列为空”条件，它们的头和尾具有相同的值。

             H,T
        +---+---+---+---+---+
empty:  | - | - | - | - | - |
        +---+---+---+---+---+
        +---+---+---+---+---+
full:   | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 |
        +---+---+---+---+---+
             H,T

根据您的问题，您已经知道了很多。

但是，如果您使用尾指针指向填充的 last 元素，则 still 无法区分这两个条件。

那是因为一个元素的队列的首尾相等，因此，为了表示 empty 队列，尾巴应该在头部的前面（如果不这样做， （“空队列”和“一个项目的队列”条件）是无法区分的。不幸的是，如果您吃饱了，情况也是如此：

          T   H
        +---+---+---+---+---+
empty:  | - | - | - | - | - |
        +---+---+---+---+---+
        +---+---+---+---+---+
full:   | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 |
        +---+---+---+---+---+
          T   H

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最重要的是，无论选择哪种方案，头部和尾部足够的信息不足以唯一地标识所有条件，这就是为什么存在空单元格的原因。

您可以以所需的方式执行操作（尾部指向要填充的最后一个单元格，而不是要填充的下一个单元格），但是您仍然 需要空单元格区分空白案例和完整案例。

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当然，您也可以通过在数据结构中引入 count 来解决问题。一旦有了这些，就可以轻松地区分情况（在两种情况下）。