C语言数据结构之队列算法详解
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2022-06-10 15:04:57
目录一、前言二、基本概念三、顺序队列四、链队列五、循环队列六、总结与提高一、前言 队列在程序设计中经常出现,如:操作系统中的排队问题。 这篇文章主要介绍了队列的基本概念、性质,顺序、链、循...
一、前言
- 队列在程序设计中经常出现,如:操作系统中的排队问题。
- 这篇文章主要介绍了队列的基本概念、性质,顺序、链、循环三种不同的方法实现队列,顺序和循环队列在算法中比较常用
二、基本概念
- 定义:队列是允许在一端插入,另一端删除的线性表
- 队头(front):允许删除的一端
- 队尾(rear):允许插入的一端
- 特点:先进先出
三、顺序队列
动态图:
算法讲解:
- 图解:入队,rear++,出队,front++
- 真溢出:front==0,rear==n-1
- 假溢出:front ! = 0,rear==n-1
结构体:
#define maxqsize 100; typedef struct{ qelemtype element[maxqsize]; //队列的元素空间 int front; //头指针,若队列不空,指向队头元素; int rear; //尾指针,若队列不空,指向队尾元素的下一个位置 }seqqueue;
四、链队列
- 定义:用链表实现的队列,为了操作方便,通常采用带头结点的链表结构,设置一个队头指针和队尾指针
- 队头指针:始终指向头结点
- 队尾指针:指向当前最后一个元素
- 空的链队列:队头指针和队尾指针均指向头结点
入队:
int enterqueue ( linkqueue *q; qelemtype x ) { //1. 为待插入结点开辟存储空间 p = ( linkqueuenode ) malloc ( sizeof ( qnode ) ); if (p==null ) return ( false ); // 存储空间分配失败 //2. 将值 x放入新结点的数据域,令新结点的指针域为空 p->data = x; p->next = null; // 3. 将新结点插入到队列 q 的尾, 并修改队列 q 的队尾指针 q->rear->next = p; q->rear = p; return (true); } // enterqueue
出队:
int deletequeue ( linkqueue *q, qelemtype *x ) { // 1.如果队列为空则无法进行删除,则返回 error if ( q->front = = q->rear ) return (false); // 2.令 p 指向队列 q 的头, 并将队头结点的值取出并放入 x p = q->front->next; x = p->data; //3. 修改队头指针 q->front->next = p->next; // 4. 若队中只有一个元素,则p出队后成为空队 if ( q->rear = = p ) q->rear = q->front; free ( p ); // 释放队头元素所占空间 return (true); } // deletequeue
五、循环队列
概念:队列的一种顺序表示和实现方法,与顺序栈类似
动态图:
算法讲解:
- a b c d入队时,头指针front不动,rear=(rear+1)%n
- a b c d出队时,尾指针rear不动,front=(front+1)%n
入队:
int enterqueue(seqqueue *q,queueelementtype x) { //1. 判断队列是否已经满了 if((q->rear+1)%maxsize==q->front) return (false); //2. 新元素x入队 q->element[q->rear]=x; // 3. 重新设置队尾指针 q->rear=(q->rear+1)%maxsize; return (true); }
出队:
int deletequeue(seqqueue *q,queueelementtype *x) { //1. 判断队列是否已经空了 if(q->front==q->rear) return(false); //2. 删除队列的队头元素,用x返回其值 *x=q->element[q->front]; // 3. 重新设置队头指针 q->front=(q->front+1)%maxsize; return(true); }
特点:
- 队空: rear==front
- 队满:(rear+1)%n==front
- 入队:rear=(rear+1)%n
- 出队:front=(front+1)%n
- 队中元素个数:(rear-front+n)%n
六、总结与提高
对于使用c++编程来说,上文队列的判空、判满、插入、删除等等一系列代码,不需要你完全掌握,c++的stl标准库中为你准备好了函数等你调用。
c++queue头文件:
#include<queue> //#include<bits/stdc++.h>或者万能头文件 using namespace std;
c++queue具体操作:
用queue定义q类(定义什么都可以,只要把s变成定义的字母就可以调用c++中的函数),具体使用方法为:
函数 | 用法 |
---|---|
q.empty() | 判断队列是否为空,不为空返回1,为空返回0 |
q.size() | 返回队列中元素个数 |
q.pop() | 删除队列首元素 |
q.front() | 返回队列首元素,不删除该元素 |
q.back() | 返回队列尾元素,不删除该元素 |
s.push() | 队尾插入新的元素 |
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。
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