顺序队列及链队列的基本操作实现

一、实验目的

1、熟练队列的结构特点，掌握队列的顺序存储和链式存储结构和实现。

2、 学会使用队列解决实际问题。

二、实验内容

自己确定结点的具体数据类型和问题规模：

分别建立一个顺序队列和链队列，实现队列的入队和出队操作。

三、实验步骤

1、依据实验内容分别说明实验程序中用到的数据类型的定义；

2、相关操作的算法表达；

3、完整程序；

4、总结、运行结果和分析。

5、总体收获和不足，疑问等。

四、实验代码

1、顺序队列

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

#include<iostream> using namespace std ; const int QueueSize = 100 ; class CirQueue { public: CirQueue (); //{front=rear=QueueSize-1;} ~ CirQueue (){} void EnQueue ( int x ); int DeQueue (); int GetQueue (); int Empty (); private: int data [ QueueSize ]; int front , rear ; }; //循环队列入队EnQueue函数 void CirQueue :: EnQueue ( int x ) { if (( rear + 1 ) % QueueSize == front ) throw "上溢" ; rear = ( rear + 1 ) % QueueSize ; //队尾指针在循环意义下加1 data [ rear ] = x ; //在队尾处加入元素 } //循环队列出队DeQueue函数 int CirQueue :: DeQueue () { if ( rear == front ) throw "下溢" ; front = ( front + 1 ) % QueueSize ; //队头指针在循环意义下加1 return data [ front ]; //读取并返回出队前的队头元素 } //读取队头元素GetQueue函数 int CirQueue :: GetQueue () { if ( rear == front ) throw "下溢" ; int i = ( front + 1 ) % QueueSize ; return data [ i ]; } //构造函数 CirQueue :: CirQueue () { front = rear = QueueSize - 1 ; } int CirQueue :: Empty () { if ( front == rear ) return 1 ; else return 0 ; } void main () { CirQueue q ; if ( q . Empty ()) cout << "队列为空" << " \n " << endl ; else cout << "队列非空" << " \n " << endl ; cout << "元素88和99执行入队操作" << " \n " << endl ; try { q . EnQueue ( 88 ); q . EnQueue ( 99 ); } catch ( char * wrong ) { cout << wrong << " \n " << endl ; } cout << "查看队头元素" << " \n " << endl ; cout << q . GetQueue () << " \n " << endl ; cout << "执行出队操作" << " \n " << endl ; try { q . DeQueue (); } catch ( char * wrong ) { cout << wrong << " \n " << endl ; } cout << "查看队头元素" << " \n " << endl ; cout << q . GetQueue () << " \n " << endl ; }

2、链队列

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112

#include<iostream> using namespace std ; struct Node { int data ; Node * next ; }; class LinkQueue { public: LinkQueue (); ~ LinkQueue (); //析构函数，释放链队列中各结点的存储空间 void EnQueue ( int x ); //将元素x入队 int DeQueue (); //将队头元素出队 int GetQueue (); //取链队列的队头元素 int Empty (); private: Node * front , * rear ; //队头和队尾元素 }; LinkQueue :: LinkQueue () { Node * s = NULL ; s = new Node ; s -> next = NULL ; front = rear = s ; } LinkQueue ::~ LinkQueue () { Node * p = NULL ; while ( front != NULL ) { p = front -> next ; delete front ; front = p ; } } void LinkQueue :: EnQueue ( int x ) { Node * s = NULL ; s = new Node ; s -> data = x ; s -> next = NULL ; rear -> next = s ; rear = s ; //将结点s插入到队尾 } int LinkQueue :: DeQueue () { Node * p = NULL ; int x ; if ( rear == front ) throw "下溢" ; p = front -> next ; x = p -> data ; front -> next = p -> next ; if ( p -> next == NULL ) rear = front ; delete p ; return x ; } int LinkQueue :: GetQueue () { int p ; if ( front != rear ) p = front -> next -> data ; return p ; } int LinkQueue :: Empty () { if ( front == rear ) { return 1 ; } else { return 0 ; } } void main () { LinkQueue q ; if ( q . Empty ()) cout << "队列为空" << " \n " << endl ; else cout << "队列非空" << " \n " << endl ; cout << "元素88和99执行入队操作" << " \n " << endl ; try { q . EnQueue ( 88 ); q . EnQueue ( 99 ); } catch ( char * wrong ) { cout << wrong << " \n " << endl ; } cout << "查看队头元素：" << " \n " << endl ; cout << q . GetQueue () << " \n " << endl ; cout << "执行出队操作：" << " \n " << endl ; try { q . DeQueue (); } catch ( char * wrong ) { cout << wrong << " \n " << endl ; } cout << "查看队头元素：" << " \n " << endl ; cout << q . GetQueue () << " \n " << endl ; }

五、实验运行结果
1、顺序队列（循环队列）

2、链队列

六、实验总结及心得

1、总结

(1)实现循环队列和链队列的基本操作的算法都需要常数时间O(1)。

(2)本次实验顺序队列主要解决了“假溢出”和“队空和队满”的问题，解决假溢出的方法是：把存储队列的数组看成是头尾相接的循环结构，即允许队列直接从数组中下标最大的位置延续到下标最小的位置。队列的这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列。判断队满的条件是：(rear+1)%QueueSize=front。

2、心得

熟悉了队列的假溢出操作，但对队满的算法还存在一些疑惑，需要在日后的实验中好好体会，争取以后不看书本也能调试出合理的代码。