C语言队列详解
知心宝贝 人气:0一、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 |
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