线性结构的两种常见应用之二 队列

定义

  • 一种可以实现“先进先出”的内存结构

分类

  1. 链式队列 --用链表实现
  2. 静态队列 --用数组实现，静态队列通常都必须是循环队列

循环队列的的讲解

1.静态队列为什么必须是循环队列

2.循坏队列需要几个参数来确定

 需要两个参数来确定：front/rear

3.循环队列各个参数的含义

 两个参数不同场合有不同的含义

  • 建议初学者先记住，然后慢慢体会
     （1） 队列初始化：front/rear的值都是零
     （2）队列非空：front代表的是队列的第一个元素，rear代表的是队列的最后一个有效元素的下一个元素。
     （3）队列空：front/rear的值相等，但不一定是零

4.循环队列入队伪算法讲解

 （1）将值存入rear所代表的位置
 （2）错误的写法：rear = rear + 1；正确的写法：rear = (rear + 1)%数组的长度

5.循环队列出队伪算法讲解

  • front = (front + 1)%数组的长度

6.如何判断循环队列是否为空

  • 如果front与rear的值相等，则该队列就一定为空

7.如何判断循环队列是否已满

 （0）预备知识：front的值可能比rear大，front的值也可能比rear小，当然也可能两者相等。

 （1）多增加一个标志位参数（记录队列长度）
 （2）少用一个元素

//如果r和f的值紧挨着，则队列已满（C语言伪算法）
if( (r+1)%数组长度 == f )
已满
else
不满

队列算法

  • 入队
  • 出队

队列的具体应用

  • 所有和时间有关的操作都与队列的影子

代码

//循环队列.cpp
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct Queue
{
    int * pBase;
    int front;
    int rear;
}QUEUE;

//函数声明
void init(QUEUE *);
bool en_queue(QUEUE *, int val);
void traverse_queue(QUEUE *);
bool full_queue(QUEUE *);
bool out_queue(QUEUE *, int *);
bool empty_queue(QUEUE *);

int main(void)
{
    QUEUE Q;
    int val;

    init(&Q);
    en_queue(&Q,1);
    en_queue(&Q,2);
    en_queue(&Q,3);
    en_queue(&Q,4);
    en_queue(&Q,5);
    en_queue(&Q,6);
    en_queue(&Q,7);
    en_queue(&Q,8);
    traverse_queue(&Q);
    if(out_queue(&Q, &val) )
    {
        printf("出队成功，出队的元素是 ：%d\n", val);
    }
    else
    {
        printf("出队失败！");
    }
    

    system("pause");
    return 0;
}

void init(QUEUE *pQ)
{
    pQ->pBase = (int*)malloc(sizeof(int) * 6);
    pQ->front = 0;
    pQ->rear = 0;
}

bool full_queue(QUEUE * pQ)
{
    if( (pQ->rear + 1) % 6 == pQ->front )
    return true;
    else
    {
        return false;
    }
    
}

bool en_queue(QUEUE * pQ, int val)
{
    if( full_queue(pQ) )
    {
        return false;
    }
    else
    {
        pQ->pBase[pQ->rear] = val;
        pQ->rear = (pQ->rear+1) % 6;

        return true;
    }
    
}

void traverse_queue(QUEUE * pQ)
{
    int i = pQ->front;

    while(i != pQ->rear)
    {
        printf("%d ", pQ->pBase[i] );
        i = (i + 1) % 6;
    }
    printf("\n");

    return;
}

bool empty_queue(QUEUE * pQ)
{
    if( pQ->front == pQ->rear)
    return true;
    else
    {
        return false;
    }
    
}

bool out_queue(QUEUE * pQ, int * pVal)
{
    if( empty_queue(pQ) )
    {
        return false;
    }
    else
    {
        *pVal = pQ->pBase[pQ->front];
        pQ->front = (pQ->front+1) % 6;

        return true;
    }
    
}