数据结构之守规矩的先进先出的队列

Posted 2021-01-15 hxf175336

一、队列的概念

　　队列是一种特殊的线性表，严格按照“先进先出”的原则。

二、队列基础

　　队列和栈一样只允许在断点处插入和删除元素，其基本操作包括以下：

　　（1）InitQueue(&Q);    //初始化一个空队列

　　（2）DestroyQueue(&Q);   //清空队列

　　（3）QueueEmpty(&Q);  //队列判空

　　（4）QueueLength(&Q); //求队列的长度

　　（5）GetHead(Q,&e); //取对头元素

　　（6）EnQueue(&Q,e); //插入新元素

　　（7）DeQueue(&Q,&e); //删除队头元素

　　（8）QueueTraverse(Q,visit()); //每个元素调用visit()函数

　　队列的分类：链队列和循环队列

　　C语言定义链队的格式

typedef struct QNode
{
    ElemType data;
    struct Qnode *next;
}QNode,*QueuePtr;
typedef struct
{
    QueuePtr front;  //对头指针，指向头元素
    QueuePtr rear;   //队尾指针，指向队尾元素
}LinkQueue;

 　　可以采用顺序表来存储定义循环队列，具体代码如下：

#define MAXQSIZE 100    //最长队列长度
typedef struct {
    ElemType *base;     //存储空间
    int front;          //头指针，指向队列的头元素
    int rear;           //尾指针，指向队列元素的下一个位置
}SqQueue;

 　　队列的基本操作

　　（1）初始化队列Q的目的是创建一个队列

void InitQueue(QUEUE *Q)
{
    Q->front = -1;
    Q->rear = -1;
}

 　　（2）入队的目的是将一个新元素添加到队尾，相当于队列最后队列等候。

void EnQueue(QUEUE *Q, Elemtype elem){
    if ((Q->rear+1)%MAX_QUEUE==Q->front)
    {
        exit(OVERFLOW);
    }
    else{
        Q->rear = (Q->reasr + 1) % MAX_QUEUE;
        Q->elem[Q->rear] = elem;
    }
}

　　（3）出队的目的是取出对头元素，并同时删除该元素，使后一个元素成为对头元素。

void DeQueue(QUEUE *Q, Elemtype *elem)
{
    if (QueueEmpty(*Q))
    {
        exit("Queue is empty.");
    }
    else
    {
        Q->front = (Q->front + 1) % MAX_QUEUE;
        *elem = Q->elem[Q->front];
    }
}

　　（4）获取队列的第一个元素，即将队头的元素取出，不删除该元素，队头仍然是该元素。

void GetFront(QUEUE *Q, Elemtype *elem)
{
    if (QueueEmpty(*Q))
    {
        exit("Queue is empty.");
    }
    else
    {
        *elem = Q->elem[ (Q->front + 1) % MAX_QUEUE];
    }
}

　　（5）判断队列Q是否为空

int QueueEmpty(Queue Q)
{
    if (Q.front==Q.rear)
    {
        return TRUE;
    }
    else
    {
        return FALSE;
    }
}

　　队列的链式存储

　　在C语言中，链式队列的基本操作算法如下：

　　（1）初始化队列Q，算法代码如下：

void InitQueue(QUEUE *Q)
{
    Q->front = (LINKLIST*)malloc(sizeof(LINKLIST));
    if (Q->front==NULL) 
    {
        exit(ERROR);
    }
    Q->rear = Q->front;
}

　　（2）入队操作

void EnQueue(QUEUE *Q, Elemtype elem){
    s = (LINKLIST*)malloc(sizeof(LINKLIST));
    if (!s)
    {
        exit(ERROR);
    }
    s->elem = elem;
    s->next = NULL;
    Q->rear->next = s;
    Q->rear = s;
}

　　（3）出队操作

void DeQueue(QUEUE *Q, Elemtype *elem)
{
    if (QueueEmpty(*Q))
    {
        exit(ERROR);
    }
    else
    {
        *elem = Q->front->next->elem;
        s = Q->front->next;
        Q->front->next = s->next;
        Q->front = (Q->front + 1) % MAX_QUEUE;
        free(s);
    }
}

　　（4）获取队头元素

void GetFront(QUEUE Q, Elemtype *elem)
{
    if (QueueEmpty(Q))
    {
        exit(ERROR);
    }
    else
    {
        *elem = Q->front->next->elem;
    }
}

 　　（5）判断队列Q是否为空

void QueueEmpty(QUEUE Q)
{
    if (Q->front==Q->rear)
    {
        return TRUE;
    }
    else
    {
        return FALSE;
    }
}

 三、实例演练

　　“新增顾客”编号问题

　　代码实现：

　　实现结果：