【自考】數據結構第三章，隊列，期末不掛科指南，第4篇

  • 2020 年 1 月 26 日
  • 筆記

隊列

這篇部落格主要介紹一下隊列的概念，並且採用C語言，編寫兩種存儲實現方式：順序存儲和鏈式存儲，當然還有常規的隊列基本操作的實現演算法

隊列基本概念

標準解釋：隊列（Queue）是有限個同類型數據元素的線性序列，是一種先進先出（First In First Out FIFO）的線性表，新鍵入的數據元素插在隊列尾端，出隊列的數據元素在隊列首部被刪除。

教材中給了一個示意圖，不錯

順序隊列結構類型中有三個域：data、front、rear。

data:一維數組，存儲隊列中的數據元素 font：指向隊列首元素的前一個單元 rear：指向實際的隊列尾元素單元

參考示意圖

入隊列操作可以用兩條賦值語句

SQ.rear = SQ.rear+1;  SQ.data[SQ.rear] = x;

出隊列操作可以用一條語句完成

SQ.front = SQ.front+1

但是，會出現一些問題，通過示意圖說明一下

當然還有一種情況，一邊入隊列，一邊出隊列 注意下圖，SQ.front下面還有空間

所以為了解決這種假溢出問題，聰明的開發人員，想出來新的解決辦法了，造一個環兒~

循環隊列

下面看一個圖，重點看一下SQ.rear與SQ.front的對應位置

如果上述圖翻譯成C語言程式碼，入隊核心邏輯為

SQ.rear = (SQ.rear+1) % maxsize ;  SQ.data[SQ.rear] = x;

出隊列的核心邏輯為

SQ.front = (SQ.front+1)%maxsize;

你在學習的時候，肯定對SQ.rear+1和SQ.front+1有疑問

我們舉例來說明一下吧

順序隊列的C語言實現

接下來難度指數上升，開始用C語言編寫程式碼吧

一頓操作之後，還是比較簡單的，總之不寫鏈式存儲，順序的還是比較簡單的

#include <stdio.h>  #include <stdlib.h>    //循環隊列最大數據元素個數  const int maxsize = 8;    //循環隊列的結構體  typedef struct cycqueue{      int *data;      int front,rear;  } CycQue;      //隊列初始化  void init(CycQue *CQ){      CQ->data = (int *)malloc(maxsize*sizeof(int));      CQ->front = 0;      CQ->rear = 0;  }      //判斷隊列是否為空  int empty(CycQue *CQ){      if(CQ->rear==CQ->front) return 1;      else return 0;  }      //入隊列  int EnQueue(CycQue *CQ,int x){      if((CQ->rear+1)%maxsize==CQ->front){          printf("隊列滿");          return 0;      }      else{          CQ->rear =(CQ->rear+1) % maxsize;          CQ->data[CQ->rear] = x;          return 1;      }    }    //出隊列  int OutQueue(CycQue *CQ){      if(empty(CQ)){          printf("隊列為空");          return 0;      }      else{          CQ->front = (CQ->front+1) % maxsize;          return 1;        }    }    int main()  {      CycQue CQ;      init(&CQ);        EnQueue(&CQ,2);      EnQueue(&CQ,4);      printf("%d",CQ.rear);      OutQueue(&CQ);      printf("%d",CQ.front);      return 0;  }

鏈式隊列的C語言實現

鏈式隊列其實有之前的經驗之後，寫起來難度係數也不會太高，接下來我們編寫一個核心的部分程式碼

隊列的鏈接實現實際上是用一個帶有頭結點的單鏈表來表示隊列，成為鏈隊列 頭指針指向鏈表的頭結點 單鏈表的頭結點的next域指向隊列首結點 尾指針指向隊列尾結點，即單鏈表的最後一個結點

初始化

#include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  typedef struct LinkQueueNode{      int *data;      struct LinkQueueNode *next;  } LkQueNode;    typedef struct LkQueue{      LkQueNode *front,*rear;  } LkQue;      void init(LkQue *LQ){      LkQueNode *temp;      temp = (LkQueNode *)malloc(sizeof(LkQueNode)); //生成隊列的頭結點      LQ->front = temp;    //隊列頭指針指向隊列頭結點      LQ->rear = temp;     //隊列尾指針指向隊列尾結點      (LQ->front)->next = NULL;    }

核心兩個操作入隊列和出隊列

入隊列程式碼如下

//入隊列  void EnQueue(LkQue *LQ,int x){        LkQueNode *temp;      temp = (LkQueNode *)malloc(sizeof(LkQueNode));      temp->data = x;      temp-next = NULL;      (LQ->rear)->next = temp;      LQ->rear = temp;  }

出隊列這個事情就交給你自己吧，好好理解一下，就可以寫出來了

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