队列及其应用

Posted 2020-08-15 mCat

1.队列的基础

队列是插入只能在一端（后端），删除只能在另一端（前端）的线性表，是先进先出模型。

1. 入队：在表的末端插入；

2. 出队：在表的开头删除元素；

2.队列的应用

汽车加油站

模拟打印机缓冲区

CPU分时系统、计算机网络

打印杨辉三角

3.队列的数组实现

1. fatal.h

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define Error( Str )   FatalError( Str )
#define FatalError( Str )   fprintf( stderr, "%s\n", Str ),system("puase"),getchar(),exit( 1 )

2.queue.h

#include <stdio.h>
typedef int ElementType;

#ifndef _Queue_h
struct QueueRecord;
typedef struct QueueRecord *Queue;

int IsEmpty(Queue Q);
int IsFull(Queue Q);
Queue CreateQueue(int MaxElements);
void DisposeQueue(Queue Q);
void MakeEmpty(Queue Q);
void Enqueue(ElementType X, Queue Q);
ElementType Front(Queue Q);
void Dequeue(Queue Q);
ElementType FrontAndDequeue(Queue Q);

#endif

　　

3.queue.c

#include "queue.h"
#include "fatal.h"
#include <stdlib.h>

#define MinQueueSize (5)

struct QueueRecord
{
	int Capacity;
	int Front;
	int Rear;
	int Size;
	ElementType *Array;
};

int IsEmpty(Queue Q)
{
	return Q->Size == 0;
}

Queue CreateQueue(int MaxElements)
{
	Queue Q;
	if (MaxElements < MinQueueSize)
	{
		Error("Queue is too small\n");
	}

	Q = malloc(sizeof(struct QueueRecord));
	if (Q==NULL)
	{
		FatalError("out of space!!!");
	}

	Q->Array = malloc(sizeof(ElementType)*MaxElements);
	if (Q->Array == NULL)
	{
		FatalError("out of space!!!");
	}

	Q->Capacity = MaxElements;
	MakeEmpty(Q);
	return Q;
}

int IsFull(Queue Q)
{
	return Q->Size == Q->Capacity;
}

void MakeEmpty(Queue Q)
{
	Q->Size = 0;
	Q->Front = 1;
	Q->Rear = 0;
}

ElementType Front(Queue Q)
{
	if (!IsEmpty(Q))
	{
		return Q->Array[Q->Front];
	}

	Error("Empty Queue\n");
	return 0;
}
static int Succ(int Value, Queue Q)
{
	if (++Value==Q->Capacity)
	{
		Value = 0;
	}
	return Value;
}
void Enqueue(ElementType X, Queue Q)
{
	if (IsFull(Q))
	{
		Error("Full Queue\n");
	}
	else
	{
		Q->Size++;
		Q->Rear = Succ(Q->Rear, Q);
		Q->Array[Q->Rear] = X;
	}
}

void Dequeue(Queue Q)
{
	if (!IsEmpty(Q))
	{
		Q->Size--;
		Q->Front = Succ(Q->Front, Q);
	}
	else
	{
		Error("Empty Queue\n");
	}
}

ElementType FrontAndDequeue(Queue Q)
{
	ElementType X = 0;
	if (IsEmpty(Q))
	{
		Error("Empty Queue\n");
	}
	else
	{
		Q->Size--;
		X = Q->Array[Q->Front];
		Q->Front = Succ(Q->Front, Q);
	}
	return X;
}

void DisposeQueue(Queue Q)
{
	if (Q!=NULL)
	{
		free(Q->Array);
		free(Q);
		Q = NULL;
	}
}

　　

4.testqueue.c

 

#include "queue.h"
#include "fatal.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void main()
{
	Queue Q;
	Q = CreateQueue(10);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		Enqueue(i, Q);
	}

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		ElementType data = Front(Q);
		printf("%d\t", data);
		Dequeue(Q);
	}
	printf("\n\n");

	for (int i = 0; i < 10; i++)
		Enqueue(i, Q);

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		ElementType data = FrontAndDequeue(Q);
		printf("%d\t", data);
	}
	printf("\n\n");
	DisposeQueue(Q);

	system("pause");
}