C++队列实现和队列简介

• 队列简介：

队列（Queue）是一种数据结构，可以在队列的一端插入元素而在队列的另一端删除元素。

　　（ 1 ）允许删除的一端称为 队头（Front ）。
　　（ 2 ）允许插入的一端称为 队尾（Rear ）。
　　（ 3 ）当队列中没有元素时称为 空队列。
　　（ 4 ）队列亦称作先进先出（ First In First Out ）的线性表，简称为 FIFO 表。

队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾（即不允许 " 加塞 " ），每次离开的成员总是队列头上的（不允许中途离队），即当前 " 最老的 " 成员离队。

多任务系统是一个典型的队列示例，在其中完成作业的调度。假设有五个程序等待执行， 它们将被放入一个队列，如果有第六个程序要执行，它将被放在队列的末尾。队列中首位的程序首先执行。

 

• 队列实现：

（1）initQueue（Q）
　 置空队。构造一个空队列Q。

（2）isEmpty（Q）
　 判断队列是否空。若队列Q为空，则返回真值，否则返回假值。
（3）isFull(Q)
     判断队列是否以满, 以满返回true, 没满则返回flase

（4） addQueue（Q，x）
　 若队列Q非满，则将元素x插入Q的队尾。此操作简称 入队 。

（5） DelQueue（Q）
　 若队列Q非空，则删去Q的队头元素，并返回该元素。此操作简称 出队 。

（6） queueFront（Q）
　 若队列Q非空，则返回队头元素，但不改变队列Q的状态。

（7） queueDisplay（Q）
　 显示队列中的元素。

#include <iostream>
#define maxSize 10  // 存储数据大小, 可以随便设定值
using namespace std;
struct Queue
{
	int data[maxSize];
	int front;  // 队首 
	int rear;  // 队尾
};
void initQueue(Queue &Q);
bool isEmpty(Queue &Q);
bool isFull(Queue &Q);
bool addQueue(Queue &Q, int x);
bool delQueue(Queue &Q);
int queueFront(Queue &Q);
bool queueDisplay(Queue &Q);
int main()
{
	int i;
	int num;
	Queue Q;
	initQueue(Q);  // 初始化队列

	cout << "输入入队10个数" << endl;
	/* 入队 */
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		cin >> num;
		if (addQueue(Q, num) == false)
		{
			cout << "队列以满!" << endl;
		}
	}
	cout << "队头: " << queueFront(Q) << endl; // 显示队头
	cout << "队列所有元素:" << endl;
	if (queueDisplay(Q) == false)    // 显示队列所有元素
	{
		cout << "队列为空!" << endl;
	}

	/* 出队 */
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		if (delQueue(Q) == false)
		{
			cout << "队列以空" << endl;
		}
	}
	cout << endl;
	cout << endl;
	cout << "================== 出队以后 ===========================" << endl;
	cout << "出队后队头: " << queueFront(Q) << endl; // 显示队头
	cout << "出队后队列所有元素:" << endl;
	if (queueDisplay(Q) == false)     // 显示队列所有元素
	{
		cout << "队列为空!" << endl;
	}

	cout << endl;
	cout << "输入入队5个数" << endl;
	/* 再入队 */
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		cin >> num;
		if (addQueue(Q, num) == false)
		{
			cout << "队列以满!" << endl;
		}
	}
	cout << endl;
	cout << endl;
	cout << "================== 入队以后 ===========================" << endl;
	cout << "入队后队头: " << queueFront(Q) << endl; // 显示队头
	cout << "入队后队列所有元素:" << endl;
	if (queueDisplay(Q) == false)     // 显示队列所有元素
	{
		cout << "队列为空!" << endl;
	}
	return 0;
}

/* 初始化队列 */
void initQueue(Queue &Q)
{
	int i;
	for (i = 0; i < maxSize; i++)
	{
		Q.data[i] = 0;  // 初始值都为0
		Q.front = 0;
		Q.rear = 0;
	}
}

/* 判断队列是否为空, 为空返回true, 不为空则返回flase */
bool isEmpty(Queue &Q)
{
	if (Q.front != 0)  // 如果队头不等于0,则表示不为空
	{
		return false;
	}
	return true;
}

/* 判断队列是否以满, 以满返回true, 没满则返回flase */
bool isFull(Queue &Q)
{
	if (Q.data[maxSize - 1] == 0)  // 如果队尾等于0,则表示队列没满
	{
		return false;
	}
	return true;
}

/* 若队列Q非满,则将元素x插入Q的队尾.此操作简称 入队 */
bool addQueue(Queue &Q, int x)
{
	if (isFull(Q) == true) // 检测队列是否以满
	{
		return false;
	}
	int i;
	for (i = 0; i < maxSize; i++)
	{
		if (Q.data[i] == 0) // 当为0时则表示此位置没被复值,即可在此位置入队,且该值变为队尾
		{
			if (i == 0) // 设队头
			{
				Q.front = x;
			}
			Q.data[i] = x;
			Q.rear = x;  // 设队尾,每添加一个值,则该值即为队尾
			return true;
		}
	}
}

/* 若队列Q非空,则删去Q的队头元素,并返回该元素. 此操作简称 出队 */
bool delQueue(Queue &Q)
{
	if (isEmpty(Q) == true) // 检测队列是否为空
	{
		return false;
	}
	int i;

	/* 删除队头元素，并将所有队列元素提前一个位置 */
	for (i = 0; i < maxSize; i++)
	{
		if (Q.data[i] == 0 || i == maxSize - 1) // 判断队列中元素是否以全部提前
		{
			Q.data[i] = 0;
			Q.front = Q.data[0]; // 设队头,每出队一个值,则原来第二个值变成队头
			return true;
		}
		Q.data[i] = Q.data[i + 1]; // 将队列元素提前
	}
}

/* 若队列Q非空,则返回队头元素,但不改变队列Q的状态. */
int queueFront(Queue &Q)
{
	if (isEmpty(Q) == true) // 检测队列是否为空
	{
		return false;
	}
	return Q.front;  // 返回队头元素
}

/* 显示队列中的元素 */
bool queueDisplay(Queue &Q)
{
	if (isEmpty(Q) == true) // 检测队列是否为空
	{
		return false;
	}
	int i;
	for (i = 0; i < maxSize; i++)
	{
		if (Q.data[i] == 0) // 判断队列中元素是否以全部显示
		{
			return true;
		}
		cout << "第" << i + 1 << "个: " << Q.data[i] << endl;
	}
}