队列基础知识总结

队列基础知识总结

队列定义

特点：FIFO（先入先出）

操作：入队（push）、出队（pop）、判空（empty）、判满（full）、清空（clear）

顺序队列

顺序队列就是按照FIFO的特性，每次pop、push元素的时候，head、tail指针就会向后面移动一步，但是经过多次入队和出队操作的时候，会造成前面被出队元素原本的存储空间浪费。

循环队列

为了解决顺序队列的浪费大量使用过的空间问题（内存泄漏），循环队列就是在每次pop、push操作的时候需要判断head、tail所在位置是不是顺序存储空间的最后一个元素位置，同时判断cnt是否大于等于存储空间size的大小。当cnt小于size时候，判断head、tail是否处于空间最后的位置queue[size]，如果处于，就将tail和head置为0（顺序存储空间的首位置）;

队列实现【C++】

//顺序队列

#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;

class queue {
public :
    queue(int n) : size(n), arr(n), head(0), tail(0) {};
    void push(int val) {
        if (is_full()) {
            cout << "queue is full" << endl;
            return ;
        }
        arr[tail++] = val;
        return ;
    }
    void pop() {
        if (is_empty()) {
            cout << "queue is empty" << endl;
            return ;
        }
        head++;
        return ;
    }
    bool is_full() {
        return tail == size;
    }
    bool is_empty() {
        return tail == 0;
    }
    
    void output() {
        for (int i = head; i < tail; i++) {
            if (i != head) cout << " "; 
            cout << arr[i];
        }
        cout << endl;
    }

    void clear() {
        head = tail = 0;
        return ;
    }

    ~queue() {};
private :
    int size;
    int head;
    int tail;
    vector<int> arr;
};

int main() {
    queue que(5);
    string opt;
    int val;

    while (cin >> opt) {
        if (opt == "push") {
            cin >> val;
            que.push(val);
        } else if (opt == "pop") {
            que.pop();
        } else if (opt == "clear") {
            que.clear();
        } else {
            cout << "Usage : input \"push | pop | clear\" to use !" << endl;
        }
        que.output();
    }

    return 0;
}

//循环队列

#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;

class queue {
public :
    queue(int n) : size(n), arr(n), head(0), tail(0), cnt(0) {};
    void push(int val) {
        if (is_full()) {
            cout << "queue is full" << endl;
            return ;
        }
        arr[tail] = val;
        cnt++;
        if (++tail == size) tail = 0;
        return ;
    }
    void pop() {
        if (is_empty()) {
            cout << "queue is empty" << endl;
            return ;
        }
        if (++head == size) head = 0;
        cnt--;
        return ;
    }
    bool is_full() {
        return cnt == size;
    }
    bool is_empty() {
        return cnt == 0;
    }
    
    void output() {
        for (int i = 0, j = head; i < cnt; i++) {
            if (i != 0) cout << " "; 
            cout << arr[j];
            if (++j == size) j = 0;
        }
        cout << endl;
    }

    void clear() {
        head = tail = 0;
        cnt = 0;
        return ;
    }

    ~queue() {};
private :
    int size;
    int cnt;
    int head;
    int tail;
    vector<int> arr;
};

int main() {
    queue que(5);
    string opt;
    int val;

    while (cin >> opt) {
        if (opt == "push") {
            cin >> val;
            que.push(val);
        } else if (opt == "pop") {
            que.pop();
        } else if (opt == "clear") {
            que.clear();
        } else {
            cout << "Usage : input \"push | pop | clear\" to use !" << endl;
        }
        que.output();
    }

    return 0;
}