一、环形队列是什么

队列是一种常用的数据结构，这种结构保证了数据是按照“先进先出”的原则进行操作的，即最先进去的元素也是最先出来的元素.环形队列是一种特殊的队列结构，保证了元素也是先进先出的，但与一般队列的区别是，他们是环形的，即队列头部的上个元素是队列尾部，通常是容纳元素数固定的一个闭环。

二、环形队列的优点

1.保证元素是先进先出的

是由队列的性质保证的，在环形队列中通过对队列的顺序访问保证。

2.元素空间可以重复利用

因为一般的环形队列都是一个元素数固定的一个闭环，可以在环形队列初始化的时候分配好确定的内存空间，当进队或出队时只需要返回指定元素内存空间的地址即可，这些内存空间可以重复利用，避免频繁内存分配和释放的开销。

3.为多线程数据通信提供了一种高效的机制。

在最典型的生产者消费者模型中，如果引入环形队列，那么生成者只需要生成“东西”然后放到环形队列中即可，而消费者只需要从环形队列里取“东西”并且消费即可，没有任何锁或者等待，巧妙的高效实现了多线程数据通信。

三、C#环形队列的实现

看了一个数据结构的教程，是用C++写的，可自己C#还是一个菜鸟，更别说C++了，但还是大胆尝试用C#将其中的环形队列的实现写出来，先上代码：

public class MyQueue<T> : IDisposable { private T[] queue; private int length; private int capacity; private int head = 0; private int tail = 0; public MyQueue(int capacity) { this.capacity = capacity; this.head = 0; this.tail = 0; this.length = 0; this.queue = new T[capacity]; } public void Clear() { head = 0; tail = 0; length = 0; } public bool IsEmpty() { return length == 0; } public bool IsFull() { return length == capacity; } public int Length() { return length; } public bool EnQueue(T node) { if (!IsFull()) { queue[tail] = node; tail = (++tail) % capacity; length++; return true; } return false; } public T DeQueue() { T node = default(T); if (!IsEmpty()) { node = queue[head]; head = (++head) % capacity; length--; } return node; } public void Traverse() { for (int i = head; i < length + head; i++) { Console.WriteLine(queue[i % capacity]); Console.WriteLine($"前面还有{i - head}个"); } } public void Dispose() { queue = null; } }

为了能够通用，所以用的是泛型来实现环形队列类。这里最重要的是进队(EnQueue)和出队(DeQueue)两个方法，进队或出队后头和尾的位置都要通过取模运算来获得，因为是环形队列嘛，你懂的。

1、简单类型队列

好了，测试下入队：

class Program { static void Main(string[] args) { MyQueue<int> queue = new MyQueue<int>(4); queue.EnQueue(10); queue.EnQueue(16); queue.EnQueue(18); queue.EnQueue(12); queue.Traverse(); Console.Read(); } }

显示结果：

再测试下出队：

class Program { static void Main(string[] args) { MyQueue<int> queue = new MyQueue<int>(4); queue.EnQueue(10); queue.EnQueue(16); queue.EnQueue(18); queue.EnQueue(12); queue.Traverse(); Console.WriteLine("弹两个出去"); queue.DeQueue(); queue.DeQueue(); Console.WriteLine(); queue.Traverse(); Console.Read(); } }

运行结果：

2、复杂类型队列

之前也说了，这个队列类是用的泛型写的，对应于C++的模板了，那就意味着任何类型都可以使用这个队列类，来测试个自定义的类试试，如下先定义一个Customer类：

public class Customer { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } public void PringInfo() { Console.WriteLine("姓名:" + Name); Console.WriteLine("年龄:" + Age); Console.WriteLine(); } }

然后进行入队，如下：

class Program { static void Main(string[] args) { MyQueue<Customer> queue = new MyQueue<Customer>(5); queue.EnQueue(new Customer() { Name = "宋小二", Age = 29 }); queue.EnQueue(new Customer() { Name = "陈小三", Age = 28 }); queue.EnQueue(new Customer() { Name = "王小四", Age = 26 }); queue.EnQueue(new Customer() { Name = "朱小五", Age = 48 }); for (int i = 0; i < queue.Length(); i++) { queue[i].PringInfo(); } Console.Read(); } }

上面的代码 queue[i].PringInfo();是通过索引来实现，所以我们得在队列类中实现索引，添加如下代码到MyQueue.cs类中，如下：

public T this[int index] { get { return queue[index]; } }

感觉用for循环来遍历还是不够好，想用foreach，那就给MyQueue类加个遍历接口，如下：

然后实现这个接口，如下：

public IEnumerator<T> GetEnumerator() { foreach(T node in queue) { if(node != null) { yield return node; } } } IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return GetEnumerator(); }

这样遍历的地方就可以改成foreach了，如下：

执行结果：

总结：

编程的思想才是最重要的，无关语言。以上就是这篇文章的全部内容了，希望能对大家的学习或者工作带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。