顺序存储-循环队列1
- 1.头文件及类型定义
- 2.循环队列类型定义
- 3.函数声明
- 4.基本操作
- 4.1 初始化队列
- 4.2 判空
- 4.3 入队
- 4.4 出队
- 4.5 获取队头元素
- 4.6 main函数
- 5.小结
1.头文件及类型定义
#include<stdio.h>
#define MaxSize 10 //定义队列中元素的最大个数
#define ElemType int
2.循环队列类型定义
typedef struct {
//顺序队列类型定义
ElemType data[MaxSize]; //静态数组存放队列元素
int front, rear; //队头指针和队尾指针
}SqQueue;
3.函数声明
/*函数声明*/
void InitQueue(SqQueue& Q); //1.初始化队列
bool QueueEmpty(SqQueue Q); //2.判空
bool EnQueue(SqQueue& Q, ElemType x); //3.入队
bool ExQueue(SqQueue& Q, ElemType& x); //4.出队
bool GetHead(SqQueue Q, ElemType& x); //5.获取队头元素
4.基本操作
4.1 初始化队列
//1.初始化队列
void InitQueue(SqQueue& Q) {
/*初始时队头队尾指针都指向0*/
Q.front = 0; //队头指针指向队头元素
Q.rear = 0; //队尾指针指向队尾元素的后一个位置,即下一个要插入的位置
}
4.2 判空
//2.判空
bool QueueEmpty(SqQueue Q) {
return Q.front == Q.rear;
}
4.3 入队
//3.入队操作:在队尾进行插入操作
bool EnQueue(SqQueue& Q, ElemType x) {
if ((Q.rear + 1) % MaxSize == Q.front) //队满,报错
return false;
Q.data[Q.rear] = x; //新元素插入队尾
Q.rear = (Q.rear + 1) % MaxSize; //队尾指针加1取模,用模运算j将存储空间在逻辑上变成了“环状”,这也是叫循环队列的原因
return true;
}
4.4 出队
//4.出队操作:在队头进行删除操作
bool ExQueue(SqQueue& Q, ElemType& x) {
if (Q.front == Q.rear) //队空,报错
return false;
x = Q.data[Q.front]; //返回出队元素的值
Q.front = (Q.front + 1) % MaxSize; //队头指针+1取模,指向下一个元素
return true;
}
4.5 获取队头元素
//5.获得队头元素的值,用x返回
bool GetHead(SqQueue Q, ElemType& x) {
if (Q.front == Q.rear) //队空,报错
return false;
x = Q.data[Q.front];
return true;
}
4.6 main函数
int main() {
SqQueue Q; //声明一个循环队列(分配内存空间)
/*1、初始化队列*/
InitQueue(Q);
/*2、判空*/
if (QueueEmpty(Q))
printf("当前队列为空!\n");
else
printf("当前队列非空!\n");
/*3、入队操作*/
ElemType e1;
printf("请输入入队元素的值:");
scanf("%d", &e1);
if (EnQueue(Q, e1))
printf("新元素入队成功!\n");
else
printf("队列已满,新元素入队失败!\n");
/*4、读取队头元素*/
ElemType e2 = -1;
if (GetHead(Q, e2))
printf("读取队头元素成功,当前队头元素值为:%d\n", e2);
else
printf("队列已空,读取队头元素失败!\n");
/*5、出队操作*/
ElemType e3 = -1;
if (ExQueue(Q, e3))
printf("队头元素出队成功,出队元素值为:%d\n", e3);
else
printf("队列已空,队头元素出队失败!\n");
/*6、读取队头元素*/
ElemType e4 = -1;
if (GetHead(Q, e4))
printf("读取队头元素成功,当前队头元素值为:%d\n", e4);
else
printf("队列已空,读取队头元素失败!\n");
return 0;
}
5.小结
- 队列的定义及操作特性
(1)和栈类似,队列的本质仍然为线性表,也是一种操作受限的线性表,但是它只允许在表得到一端进行插入,而在表的另一端进行删除。同线性表类似,它也有两种存储方式:顺序存储和链式存储,将在接下来的文章中继续讨论。
(2)队列的操作特性为先进先出(FIFO,First In First Out)
(关于栈和队列的区别,网上有一种比喻生动且形象:吃多了吐就是栈,而吃多了拉就是队列。hhhhhhhh) - 队列的基本操作
队列和栈一样,因为操作受限,故与栈的操作基本相同,如下:
(1)初始化
(2)判空
(3)入队
(4)出队
(5)获取队头元素 - 本文队列中元素个数为:(Q.rear-Q.front+MaxSize)% MaxSize
- 说明
(1)因为队列允许在一端进行插入(即入队),在另一端进行删除(即出队),所以存在入队和出队快慢的问题。在队列的顺序存储中,由于分配的空间是有限的,在队列满了以后,如果队头有人出队,则这个空间就又有了空缺,可在原来队头的位置继续入队。这样,将顺序队列从逻辑上视为一个环,称为循环队列,具体由取余运算来实现。
(2)在循环队列的代码的具体实现上有如下情况
在设置队尾指针时,有两种情况:
a 可以指向队尾元素的后一个元素 (在本文中使用此种方式)
b 可以指向队尾元素。
在区分队空队满时,也有三种处理方式:
① 牺牲一个单元来区分队空队满(在本文中使用此种方式)
② 引入辅助变量size来判断队满队空
③ 引入辅助变量tag来判断队满队空
因此,总共有2*3=6种代码实现(本文采用a+①的方式),在接下来的文章中会再实现两种,其余三种方式不再阐述。
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