模拟实现队列

最新推荐文章于 2022-09-25 13:49:09 发布

出走刺猬

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分类专栏：数据结构文章标签：队列

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本文介绍了队列的基本概念及其分类，并详细探讨了循环队列的三种实现方法，特别是通过计数器来判断队列的状态。同时提供了一段C++代码示例，展示了如何利用模板类实现循环队列。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

队列：在队尾插入元素，在队头删除元素，符合先进先出原则；
栈：符合先进后出原则；

队列的分类：
1.顺序队列
2.循环队列
3.链式队列
4.优先级队列
5.双端队列

循环队列的实现方法：

方法一：使用rear和front标记，当rear走到最后一个元素时，下一步为rear=rear%最大容量，当(rear+1)%最大容量=front时，表示队列已满，队列空的标记仍旧为rear=front
方法二：设置一个标记flag,初始值为0,插入元素时flag=1,删除元素时flag=0;
当rear==front && flag==0时表示队列空
当rear==front && flag==1时表示队列已满
方法三：设置一个计数器count，当元素入队列时，count+1,当元素出队列时，count-1,count==capacity(容量)时，表示队列满；

第三种方法的代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;

template<class T>
class Queue
{
public:
    Queue(size_t capacity = 5)
        :_front(0)
        ,_rear(0)
        ,_capacity(capacity+3)
        ,_count(0)
    {
        _pData=new T[_capacity];
    }
    void Push(const T& x)
    {
        if(_count==_capacity)
        {
            cout<<"队列已满"<<endl;
            return;
        }
        _pData[_rear]=x;
        _rear=(_rear+1)%_capacity;
        _count++;
    }
    void Pop()
    {
        if(Empty())
        {
            cout<<"队列已空"<<endl;
            return;
        }
        _count--;
        _front=(_front+1)%_capacity;
    }

    T& Front()
    {
        return _pData[_front];
    }
    const T& Front()const
    {
        return _pData[_front];
    }
    T& Back()
    {
        return _pData[(_rear-1)%_capacity];
    }
    const T& Back()const
    {
        return _pData[(_rear-1)%_capacity];
    }
    size_t Size()const
    {
        return _count;
    }
    bool Empty()const
    {
        return 0==_count;
    }
    ~Queue()
    {
        if(_pData)
        {
            delete[] _pData;
            _pData=NULL;
        }
    }
private:
    T* _pData;
    size_t _capacity;
    size_t _front;
    size_t _rear;
    size_t _count;
};

测试代码：

void FunTest()
{
    Queue<int> q;
    q.Push(1);
    q.Push(2);
    q.Push(3);
    q.Push(4);
    q.Push(5);
    q.Push(6);
    q.Push(7);
    q.Push(8);
    cout<<q.Size()<<endl;
    cout<<q.Front()<<endl;
    cout<<q.Back()<<endl;
    q.Pop();
    q.Pop();
    cout<<q.Size()<<endl;
    cout<<q.Front()<<endl;
    cout<<q.Back()<<endl;
    q.Pop();
    q.Pop();
    q.Pop();
    q.Pop();
    q.Pop();
    q.Pop();
    cout<<q.Empty()<<endl;
    cout<<q.Size()<<endl;
}

int main()
{
    FunTest();
    return 0;
}