循环队列通过数组和头尾指针实现环形结构，解决假溢出问题。1. 使用front指向队首元素，rear指向下一个插入位置；2. 队满条件为(rear+1)%capacity==front，队空为rear==front；3. 数组容量设为n+1以区分满和空状态；4. 入队时更新rear=(rear+1)%capacity，出队时front=(front+1)%capacity；5. 可通过(rear-front+capacity)%capacity计算元素个数。该结构适用于任务调度、缓冲区等场景，相比链式队列内存连续、访问高效，避免数据移动开销，关键在于正确处理边界与指针更新。
循环队列是一种利用固定大小数组实现的队列结构，通过头尾指针的移动避免普通队列中“假溢出”的问题。C++中可以通过数组和两个整型变量分别表示队头（front）和队尾（rear），在有限空间内高效地进行入队和出队操作。
循环队列的基本原理
循环队列将数组的末尾与开头连接起来，形成逻辑上的环形结构。当尾指针到达数组末尾时，自动回到索引0位置继续使用空闲空间。
关键点：
- 使用front指向队列第一个元素的位置
- 使用rear指向下一个插入位置（即队尾的后一个位置）
- 判断队列满：(rear + 1) % capacity == front
- 判断队列空：rear == front
用数组实现循环队列的代码结构
定义一个类CircularQueue，封装数据成员和操作方法：
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示例代码：
class CircularQueue {
private:
int* data; // 存储数据的数组
int front; // 队头索引
int rear; // 队尾索引
int capacity; // 容量
public:
CircularQueue(int size) {
capacity = size + 1; // 多留一个空间用于区分满和空
data = new int[capacity];
front = 0;
rear = 0;
}
~CircularQueue() {
delete[] data;
}
bool isEmpty() {
return front == rear;
}
bool isFull() {
return (rear + 1) % capacity == front;
}
void enqueue(int value) {
if (isFull()) {
cout << "队列已满，无法入队\n";
return;
}
data[rear] = value;
rear = (rear + 1) % capacity;
}
int dequeue() {
if (isEmpty()) {
cout << "队列为空，无法出队\n";
return -1; // 可抛异常或返回错误码
}
int value = data[front];
front = (front + 1) % capacity;
return value;
}
int getFront() {
if (isEmpty()) return -1;
return data[front];
}};
使用注意事项与优化建议
实现时需要注意几个细节，否则容易出错：
- 数组大小设置为n+1，以便通过条件(rear+1)%cap==front来判断队满，避免与空状态冲突
- 所有索引操作都要用% capacity保证不越界
- 出队不一定要清空原值，只需移动front即可，提高效率
- 可以增加size()方法实时返回当前元素个数：(rear - front + capacity) % capacity
基本上就这些。循环队列适合需要频繁入队出队且数据总量可控的场景，比如任务调度、缓冲区管理等。相比链式队列，它内存连续、访问快；相比普通顺序队列，它不会因移动数据而浪费时间。只要理解好front和rear的变化规律，实现起来并不复杂但容易忽略边界处理。
