队列及其应用

银行排队系统模拟

实验内容

请设计一个简单的模拟银行排队系统,要求程序具有以下4项菜单:
1.取号。选择该菜单后,为客户产生一个排队号。
2.叫号。选择该菜单后,显示可服务的客户排队号。
3.查看队伍。从队首到队尾列出所有排队客户的排队号。
4.退出系统

完整代码

#include <iostream>
#include<malloc.h> 
using namespace std;
//队列及其应用
#define datatype int
#define MAX 30
typedef struct node
{
	datatype data;
	struct node *next;
}QNode; 
typedef struct{
	QNode *front,*rear;//头尾指针
	int num; 
}LQueue;
//置一个空链队
LQueue* init_LQueue()
{
	LQueue* q;
	QNode *p;
	q=(LQueue*)malloc(sizeof(LQueue));
	//申请头尾指针结点
	p=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	//申请链队头结点
	p->next=NULL;
	q->front=p;
	q->rear=p;
	q->num=0;
	return q;
}
void In_LQueue(LQueue *q,datatype x)//入队 
{
	QNode* p;
	p=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	p->data=x;
	p->next=NULL;
	q->rear->next=p;
	q->rear=p;
	q->num++;
}
int Empty_LQueue(LQueue *q)//判空
{
	if(q->front==q->rear) return 1;
	else return 0;
} 
int Out_LQueue(LQueue *q,datatype *x)//出队
{
	QNode *p;
	if(Empty_LQueue(q))
	{
		cout<<"队空";
		return 0;
	}
	else{
		p=q->front->next;
		q->front->next=p->next;
		*x=p->data;
		free(p);
		if(q->front->next==NULL)
		q->rear=q->front;
		
		q->num--;
		
		return 1;
	}
} 
void Display(LQueue* q)
{
	datatype e;
	QNode* p=q->front->next;
	if(Empty_LQueue(q))
	{
		cout<<"无"<<endl;
	}
//	for(int i= 0;i<=q->num;i++)
//	{
//		cout<<p->data<<" ";
//		p=p->next;
//	}//会直接跳出循环 
else{
	while(p!=NULL)
	{
		cout<<p->data<<" ";
		p=p->next;
	}
}
	cout<<endl;
}

int  Display_num(LQueue* q)
{
	QNode* p=q->front->next;	
	return p->data;
}

int main()
{
	cout<<"---------------------银行排队模拟------------------------"<<endl;
	cout<<"    (1)取号"<<endl;
	cout<<"    (2)叫号"<<endl;
	cout<<"    (3)查看队伍"<<endl;
	cout<<"    (0)取号"<<endl;
	cout<<"---------------------------------------------------------"<<endl;
	
	LQueue *L;
	L=init_LQueue();//用来放30个号码 
	LQueue *Q;// 银行系统用的队列 
	Q=init_LQueue();
	

	int a,i;
	for(i=1;i<=MAX;i++)//过号作废 假设一共30个号 
	{
		In_LQueue(L,i); 
	}
		Display(L);
		
//想要的是,i取L中的,从1开始,叫号一个废一个。 
	//for(int i =1;i<=L->num;i++)//每次进入循环都是不同的数 第几次进入i就是几 
while(1)
	{

	
	cout<<"请选择(0-3): "; 
				cin>>a;
					switch(a){				
								case 1:	
								//for(i;i<4;i++)//想要让i成动态的,选择1一次i+一次
								//现在i是一次性把for循环走了 
							//	{
									//	In_LQueue(L,i);
									In_LQueue(Q,L->front->next->data);//取号 
										cout<<"您的排队序号是"<<L->front->next->data<<",";
										cout<<"前面还有"<< (Q->num)-1<<"人" <<endl;
										L->front->next=L->front->next->next;
															
									break;
								case 2:
									cout<<"请序号"<<Display_num(Q)<<"的客户办理业务!"<<endl;
										Out_LQueue(Q,&(L->front->data));
										 
										break;
								case 3:
									cout<<"目前正在排队的:";
									Display(Q);
									break;			
								case 0:
									cout<<"--退出银行--"<<endl; 
									break;	
								default:	
								cout<<"输入错误!!!" <<endl;
								break;		
								
							}
						
		
				if (a==0)//跳出while 
				{
					break;
				}
	} 
	return 0;
} 

结果展现

在这里插入图片描述

### 队列的定义 队列是一种先进先出(FIFO)的线性数据结构,就像生活中排队一样,先到的人先接受服务。在计算机科学中,队列可用于许多场景,如任务调度、消息传递等。 ### 队列的实现 #### 链式结构实现 链式结构实现队列,使用链表存储元素,在插入和删除元素时效率较高。以下是链式队列的实现代码: ```c // 链式结构:表示队列 typedef struct QListNode { struct QListNode* _next; int _data; } QNode; // 队列的结构 typedef struct Queue { QNode* _front; QNode* _tail; } Queue; // 初始化队列 void QueueInit(Queue* q) { q->_front = q->_tail = NULL; } // 入队列 void QueuePush(Queue* q, int x) { QNode* newNode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); newNode->_data = x; newNode->_next = NULL; if (q->_tail == NULL) { q->_front = q->_tail = newNode; } else { q->_tail->_next = newNode; q->_tail = newNode; } } // 出队列 void QueuePop(Queue* q) { if (q->_front == NULL) { return; } QNode* next = q->_front->_next; free(q->_front); q->_front = next; if (q->_front == NULL) { q->_tail = NULL; } } // 获取队头元素 int QueueFront(Queue* q) { return q->_front->_data; } // 获取队尾元素 int QueueBack(Queue* q) { return q->_tail->_data; } // 判断队列是否为空 int QueueEmpty(Queue* q) { return q->_front == NULL; } // 获取队列中元素的个数 int QueueSize(Queue* q) { int size = 0; QNode* cur = q->_front; while (cur) { size++; cur = cur->_next; } return size; } // 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q) { QNode* cur = q->_front; while (cur) { QNode* next = cur->_next; free(cur); cur = next; } q->_front = q->_tail = NULL; } ``` #### 数组结构实现 数组结构实现队列可以使用循环数组来提高空间利用率。以下是数组队列的简单实现: ```c #define MAX_SIZE 100 typedef struct { int data[MAX_SIZE]; int front; int rear; } ArrayQueue; // 初始化数组队列 void ArrayQueueInit(ArrayQueue* q) { q->front = q->rear = 0; } // 入队列 void ArrayQueuePush(ArrayQueue* q, int x) { if ((q->rear + 1) % MAX_SIZE == q->front) { // 队列满 return; } q->data[q->rear] = x; q->rear = (q->rear + 1) % MAX_SIZE; } // 出队列 void ArrayQueuePop(ArrayQueue* q) { if (q->front == q->rear) { // 队列为空 return; } q->front = (q->front + 1) % MAX_SIZE; } // 获取队头元素 int ArrayQueueFront(ArrayQueue* q) { return q->data[q->front]; } // 判断队列是否为空 int ArrayQueueEmpty(ArrayQueue* q) { return q->front == q->rear; } ``` ### 队列应用 - **任务调度**:操作系统中,多个任务可能需要按顺序执行,队列可以用来管理这些任务,确保它们按照到达的顺序依次执行。 - **消息传递**:在网络编程中,消息可能会按顺序发送和接收,队列可以用来存储这些消息,保证消息的顺序性。 - **广度优先搜索(BFS)**:在图的遍历算法中,广度优先搜索使用队列来存储待访问的节点,确保节点按层次顺序被访问。
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