C言語でキューから要素を削除する方法を解説！基本概念から実装・実行結果まで

データ構造とは、データを構造化された方法で整理・管理する仕組みのことです。データ構造は、大きく次の2種類に分けられます。

• 線形データ構造 − データが一列（線形）に並ぶ形で整理されます。例：配列、構造体、スタック、キュー、連結リスト

• 非線形データ構造 − データが階層的に整理されます。例：木、グラフ、集合、テーブル

キュー（Queue）とは

キューは線形データ構造の一種で、要素の挿入（追加）は後端（rear）から行い、削除（取り出し）は前端（front）から行います。

キューの処理順序は FIFO（First In First Out：先入れ先出し） です。最初に入れた要素が最初に取り出されるのが最大の特徴です。

キューの主な操作

• 挿入（Insert） − キューに要素を追加する
• 削除（Delete） − キューから要素を取り除く

キューの状態条件

• オーバーフロー（Overflow） − 満杯のキューにさらに要素を挿入しようとする状態

• アンダーフロー（Underflow） − 空のキューから要素を削除しようとする状態

キューのアルゴリズム

挿入（insert）のアルゴリズム

まず、キューが満杯かどうか（オーバーフローのチェック）を確認します。

if (r == n)
    printf("Queue overflow");

満杯でなければ、キューに要素を挿入します。

q[r] = item;
r++;

削除（delete）のアルゴリズム

まず、キューが空かどうか（アンダーフローのチェック）を確認します。

if (f == r)
    printf("Queue underflow");

空でなければ、キューから要素を削除します。

item = q[f];
f++;

表示（display）のアルゴリズム

まず、キューが空かどうかを確認します。

if (f == r)
    printf("Queue is empty");

空でなければ、先頭「f」から末尾「r」までのすべての要素を表示します。

for (i = f; i < r; i++)
    printf("%d", q[i]);

C言語プログラム

以下は、キューから要素を削除する動作を確認できるC言語プログラムの例です。メニュー形式で、挿入・削除・表示・終了の操作を選択できるようになっています。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 50

void insert();
void delete();
void display();

int array[MAX];
int rear = -1;
int front = -1;

int main() {
    int choice;
    while (1) {
        printf("1.Insert element to queue \n");
        printf("2.Delete an element from queue\n");
        printf("3.Display elements of queue \n");
        printf("4.Quit \n");
        printf("Enter your choice : ");
        scanf("%d", &choice);
        switch (choice) {
            case 1:
                insert();
                break;
            case 2:
                delete();
                break;
            case 3:
                display();
                break;
            case 4:
                exit(1);
            default:
                printf("Wrong choice \n");
        }
    }
    return 0;
}

void insert() {
    int add_item;
    if (rear == MAX - 1)
        printf("Queue Overflow \n");
    else {
        if (front == -1)
            front = 0; /* キューが最初は空の場合 */
        printf("Inset the element in queue : ");
        scanf("%d", &add_item);
        rear = rear + 1;
        array[rear] = add_item;
    }
}

void display() {
    int i;
    if (front == -1)
        printf("Queue is empty \n");
    else {
        printf("Queue is : \n");
        for (i = front; i <= rear; i++)
            printf("%d ", array[i]);
        printf("\n");
    }
}

void delete() {
    if (front == -1 || front > rear) {
        printf("Queue Underflow \n");
        return;
    } else {
        printf("Element deleted from queue is : %d\n", array[front]);
        front = front + 1;
    }
}

このプログラムでは、insert() が rear を進めながら配列の末尾へ要素を追加し、delete() が front の位置にある要素を取り出して front を1つ進めます。display() は front から rear までの全要素を順に表示します。また、削除前にキューが空かどうかを必ずチェックすることで、アンダーフローを防いでいます。

実行結果

上記のプログラムを実行すると、次のような結果が出力されます。先に入力した「12」が最初に削除されており、FIFO（先入れ先出し）の動作が確認できます。

1.Insert element to queue
2.Delete an element from queue
3.Display elements of queue
4.Quit
Enter your choice: 1
Inset the element in queue: 12
1.Insert element to queue
2.Delete an element from queue
3.Display elements of queue
4.Quit
Enter your choice: 1
Inset the element in queue: 23
1.Insert element to queue
2.Delete an element from queue
3.Display elements of queue
4.Quit
Enter your choice: 1
Inset the element in queue: 34
1.Insert element to queue
2.Delete an element from queue
3.Display elements of queue
4.Quit
Enter your choice: 2
Element deleted from queue is: 12
Queue is:
23 34
1.Insert element to queue
2.Delete an element from queue
3.Display elements of queue
4.Quit
Enter your choice: 2
Element deleted from queue is: 23
Queue is:
34
1.Insert element to queue
2.Delete an element from queue
3.Display elements of queue
4.Quit
Enter your choice: 4