队列(queue)的链表(list)实现及循环数组(circular array)实现 C++实现

最新推荐文章于 2022-05-09 11:28:26 发布

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文章标签： c/c++ 数据结构与算法 java

本文介绍了使用链表和循环数组两种方式实现队列的基本原理与代码实现细节，通过具体示例展示了不同实现方法的特点。

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队列(queue)的链表(list)实现及循环数组(circular array)实现 C++实现

write by 九天雁翎(JTianLing) -- blog.youkuaiyun.com/vagrxie

<<Data Structures and Algorithm Analysis in C++>>

--《数据结构b与算法分析c++描述》 Mark Allen Weiss著人民邮电大学出版中文版第78-81面，堆栈的应用(1) 队列(queue)的链表(list)实现及循环数组(circular array) C++实现，需要注意的是，仅仅为了说明问题，没有详细探究代码的健壮，比如，我没有加入错误检测，这点在循环数组的实现是非常容易出现的。并且为了说明问题，我用了一个很小的数组来实现，以完成真正的从尾部到头部的跳转。

另外说明的是，书中队列应用一节我实在想不到有什么可以用代码简单实现的，所以都不写了。

详细情况见代码：

queue.h

1 #ifndef __QUEUE_H__
2 #define __QUEUE_H__
3 #include <list>
4 #include <vector>
5 usingnamespacestd;
6
7 template<typenameT>
8 classCQueueSimple
9 {
10 public:
11 boolempty() const
12 {
13 returnmoList.empty();
14 }
15
16 size_tsize() const
17 {
18 returnmoList.size();
19 }
20
21 voidpop()
22 {
23 if(moList.empty())
24 {
25 throw-1;
26 }
27
28 moList.pop_front();
29 }
30
31 T& front()
32 {
33 returnmoList.front();
34 }
35
36 constT& front() const
37 {
38 returnmoList.front();
39 }
40
41
42 T& back()
43 {
44 returnmoList.back();
45 }
46
47 constT& back() const
48 {
49 returnmoList.back();
50 }
51
52 voidpush(constT& aItem)
53 {
54 moList.push_back(aItem);
55 }
56
57 private:
58 list<T> moList;
59 };
60
61 // implement a queue with circular array
62 // there is no error check.
63 template<typenameT, size_tArraySize>
64 classCQueueCir
65 {
66 public:
67 CQueueCir()
68 {
69 // init to zero
70 memset(maData, 0, ArraySize * sizeof(T) );
71 mpFront = mpBack = maData + ArraySize/2;
72 }
73
74
75 boolempty() const
76 {
77 return!(mpBack - mpFront);
78 }
79
80 size_tsize() const
81 {
82 return(mpBack - mpFront);
83 }
84
85 voidpop()
86 {
87 if(empty())
88 {
89 throw-1;
90 }
91
92 ++mpFront;
93 RollToHead(&mpFront);
94 }
95
96 T& front()
97 {
98 return*mpFront;
99 }
100
101 constT& front() const
102 {
103 return*mpFront;
104 }
105
106
107 T& back()
108 {
109 return*(mpBack-1);
110 }
111
112 constT& back() const
113 {
114 return*(mpBack-1);
115 }
116
117 voidpush(constT& aItem)
118 {
119 *mpBack++ = aItem;
120 RollToHead(&mpBack);
121 }
122
123
124 private:
125 voidRollToHead(T** ap)
126 {
127 if(size_t(*ap - maData) >= ArraySize)
128 {
129 *ap = maData;
130 }
131 }
132
133 T maData[ArraySize];
134
135 // Hold the important position
136 T* mpFront;
137 T* mpBack;
138 };
139
140 #endif

测试代码：

1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <iostream>
4 #include "Queue.h"
5
6 #define OUT(queue) /
7 cout <<"front: "<<queue.front() <<",back: "<<queue.back() <<",size: "<<queue.size() <<endl
8
9 template<typenameQueue>
10 voidtest(Queue& aoQueue)
11 {
12 aoQueue.push(1);
13 OUT(aoQueue);
14
15 aoQueue.push(2);
16 OUT(aoQueue);
17
18 aoQueue.push(3);
19 OUT(aoQueue);
20
21 aoQueue.pop();
22 OUT(aoQueue);
23
24 aoQueue.pop();
25 OUT(aoQueue);
26
27 aoQueue.push(4);
28 OUT(aoQueue);
29 }
30
31 intmain(intargc, char* argv[])
32 {
33 CQueueSimple<int> liQ;
34 test(liQ);
35 cout <<endl;
36
37 CQueueCir<int, 3> liQCir;
38 test(liQCir);
39
40 exit(0);
41 }
42