#include <stdio.h>

#define MAX_SIZE 128   // 队列最大容量

typedef struct Queue {
    int a[MAX_SIZE];    // 数组
    int head;      // 头指针
    int tail;      // 尾指针
    int capacity;  // 容量
} Queue;

// 初始化队列
void init(Queue *q, int n) {
    q->head = q->tail = 0;    // 初始化头、尾指针
    q->capacity = n;          // 设置队列容量
}

// 判断队列是否为空
int is_empty(Queue *q) {
    return q->head == q->tail;
}

// 添加元素到队列尾部
int push(Queue *q, int data) {
    if (q->tail == q->capacity) {   // 队列已满
        return -1;
    }
    q->a[q->tail++] = data;         // 加入新的数据，并将尾指针后移
    return 0;
}

// 返回队列头部元素
int front(Queue *q, int *data) {
    if (is_empty(q)) {             // 队列为空
        return -1;
    }
    *data = q->a[q->head];          // 值传递返回队列首个元素值
    return 0;
}

// 从队列头部弹出元素
int pop(Queue *q, int *data) {
    if (is_empty(q)) {             // 队列为空
        return -1;
    }
    *data = q->a[q->head++];        // 返回队列头部元素，并将头指针后移
    return 0;
}

// 修改队列指定位置的元素值
int modify(Queue *q, int index, int data) {
    if (index < 0 || index >= q->tail - q->head) {   // 索引越界检测
        return -1;
    }
    q->a[q->head + index] = data;       // 根据索引修改元素值
    return 0;
}

int main() {
    Queue q;
    init(&q, MAX_SIZE);

    // 添加元素到队列中
    printf("Pushing elements into queue:\n");
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if (!push(&q, i)) {
            printf("%d ", i);
        }
    }
    printf("\n");

    // 查询队首元素值并输出
    int data;
    printf("The front element of queue is: ");
    if (!front(&q, &data)) {
        printf("%d\n", data);
    } else {
        printf("N/A\n");
    }

    // 删除队首元素，再查询队首元素值并输出
    pop(&q, &data);
    printf("Popping the front element from queue...\n");
    printf("The front element of queue is currently: ");
    if (!front(&q, &data)) {
        printf("%d\n", data);
    } else {
        printf("N/A\n");
    }

    // 修改指定位置的元素值，并输出队列中所有元素
    printf("Modifying the element at position 2 to 100...\n");
    modify(&q, 2, 100);

    printf("Elements in queue: ");
    while (!is_empty(&q)) {
        pop(&q, &data);
        printf("%d ", data);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}