数据结构和算法学习第3天：队列的相关知识

       队列是一种先进先出的线性表，只能在表头删除在表尾插入，操作系统中的作业排队就是队列的一个很好的应用。也有可以在两端均可进行插入和删除操作的队列，称为双端队列，但其用处并没有一般队列广泛。

 

 

队列类型的实现

1：链队列——链式映象:

2：循环队列——顺序映象

 

 

第一部分：链队列——链式映象

算法1：队列的数据结构

typedefstruct QNode {// 结点类型

    QElemType   data;

    struct QNode  *next;

  } QNode, *QueuePtr;

 

typedefstruct { // 链队列类型

    QueuePtr front;  // 队头指针

    QueuePtr rear;   // 队尾指针

} LinkQueue

空队列的判断条件是：Q.front＝＝Q.rear

 

算法2：InitQueue(&Q):操作结果：构造一个空队列Q。

StatusInitQueue (LinkQueue &Q) {

// 构造一个空队列Q

 Q.front = Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

 if (!Q.front) exit (OVERFLOW);                                                              

 Q.front->next = NULL;

 return OK;}

 

算法3：为队列插入元素为新的队尾元素

StatusEnQueue (LinkQueue &Q, QElemType e)

 { // 插入元素e为Q的新的队尾元素

    p = (QueuePtr) malloc (sizeof (QNode));

    if (!p) exit (OVERFLOW);

    p->data = e;   p->next = NULL;

    Q.rear->next = p;    Q.rear = p;

return OK;}

 

 

 

 

算法4：DeQueue(&Q, &e) 操作结果：删除Q的队头元素，并用e返回其值。

初始条件：Q为非空队列。

Status DeQueue (LinkQueue &Q,QElemType &e)

{// 若队列不空，则删除Q的队头元素，

 //用 e 返回其值，并返回OK；否则返回ERROR

  if (Q.front == Q.rear)    returnERROR;

  p = Q.front->next;   e = p->data;

  Q.front->next = p->next;

  if (Q.rear = = p)  Q.rear =Q.front;

  free (p);      return OK;

 

第二部分：循环队列——顺序映象

（1）用一组地址连续的存储单元依次存放从队头到队尾的元素，同时附设两个指针front 和rear分别指示队头元素和队尾元素的位置。

（2）当队列为空时：front=rear=0

（3）当插入元素时：队尾指针增加1；

（4）当删除元素时：队头指针增加1；

（5）因此：队头指针始终指向队头元素；而队尾指针始终指向队尾元素的下一位置。

算法1：队列的数据结构

#define MAXQSIZE  100  //最大队列长度

   typedef struct {

    QElemType *base;  // 动态分配存储空间

    int front;     // 头指针，若队列不空，

                   //  指向队列头元素

    int rear;      // 尾指针，若队列不空，指向

                   // 队列尾元素 的下一个位置

 } SqQueue

 

判断队满的方法：

1、设一个标志位；

2、浪费一个元素空间，约定队列头指针在队尾指针的下一位置时，表示队列满即：

(Q.rear+1) % MAXQSIZE = = Q.front是队满的判断条件

(Q.rear+1) mod maxsize=Q.front

算法2：创造一个新的队列

Status InitQueue (SqQueue &Q)

 { // 构造一个空队列Q

 Q.base = (ElemType *) malloc(MAXQSIZE *sizeof (ElemType));

 if (!Q.base) exit (OVERFLOW);  // 存储分配失败

 Q.front = Q.rear = 0;      //队空的条件即

  return OK;           (Q.front ==Q.rear )

 }

算法3：队列插入元素

Status EnQueue (SqQueue&Q,  ElemType e)

 {   // 插入元素e为Q的新的队尾元素

 if ((Q.rear+1) % MAXQSIZE = = Q.front)

 return ERROR; //队列满

 Q.base[Q.rear] = e;

 Q.rear = (Q.rear+1) % MAXQSIZE;

 return OK;

 }

算法4：队列插入删除元素

Status DeQueue (SqQueue &Q,ElemType &e)

{ // 若队列不空，则删除Q的队头元素，

  // 用e返回其值，并返回OK;  否则返回ERROR

if (Q.front == Q.rear)  return ERROR;

e = Q.base[Q.front];

Q.front = (Q.front+1) % MAXQSIZE;

return OK;

}