數據結構基礎五-----《線性結構的兩種常見應用之一 隊列》

線性結構的兩種常見應用之二  隊列

1.定義：

     一種可以實現“先進先出”的存儲結構。只能在一端插入，另一端進行刪除的存儲結構。

2.分類：

a）鏈式隊列——用鏈表實現

b）靜態隊列【數組隊列】——用數組實現
         靜態隊列通常都必須是循環隊列。

3.循環隊列的講解：

①　靜態隊列爲什麼必須是循環隊列
       a) 非空隊列中  front永遠指向隊列頭元素，而rear永遠指向隊列尾元素的下一個位置。

            普通隊列參數front和rear，只增不減，導致內存浪費。
②　循環隊列需要幾個參數來確定
              需要兩個參數來確定

                     front

                     rear      

③　循環隊列各個參數的含義
a)    兩個參數不同場合有不同的含義
                   1). 隊列初始化
                            front和rear的值都是零
                   2). 隊列非空
                            front代表的是隊列的第一個元素
                            rear代表的是隊列的最後一個有效元素的下一個元素
                   3). 隊列空
                            front和rear的值相等,但不一定是零

④　循環隊列入隊僞算法講解

兩步完成：

   第一步：先將值 存入r所代表的位置，然後r向後移一個位置
   第二步：錯誤的寫法：r= r+1
                  正確的寫法：r = (r+1)%數組的長度
⑤　循環隊列出隊僞算法講解    
                    f = (f+1)%數組的長度
⑥　如何判斷循環隊列是否爲空
             如果front與rear的值相等，
             則該隊列一定爲空
⑦　如何判斷循環隊列已滿

4.預備知識：

front的值可能比rear大，也完全有可能比rear小當然有可能兩者相等。
兩種方式：
1：多增加一個標識參數，用來存放數組的長度，如果
2：少用一個元素，如果r 和f緊挨着，則隊列已滿。 如果front == (rear + 1)%數組的長度，則循環隊列已滿（最常用）

5.隊列的具體應用:

        所有和時間有關的操作都有隊列的影子

6.隊列算法

           入隊

            出隊

示例1：用程序實現循環隊列的入隊/出隊操作

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef struct Queue
{
	int * pBase;
	int front;
	int rear;
}QUEUE;

void init(QUEUE *);
bool en_queue(QUEUE	*,int);
void traverse_queue(QUEUE *);
bool full_queue(QUEUE *);
bool out_queue(QUEUE *,int *);
bool empty_queue(QUEUE *);

int main(void)
{
	QUEUE Q;
	init(&Q);
	int val;
	en_queue(&Q,1);
	en_queue(&Q,2);
	en_queue(&Q,3);
	en_queue(&Q,4);
	en_queue(&Q,5);
	en_queue(&Q,6);
	en_queue(&Q,7);

	traverse_queue(&Q);
	if(out_queue(&Q,&val))
	{
		printf("出隊成功，出隊元素是  %d\n",val);
	}
	else
	{	
		printf("出隊失敗\n");
	}
	traverse_queue(&Q);
	return 0;

}

//對隊列進行初始化
void init(QUEUE * pQ)
{
	pQ->pBase = (int *)malloc(sizeof(int)* 6);
	pQ->front = 0;
	pQ->rear = 0;
}

//入隊操作
bool en_queue(QUEUE	*pQ,int val)
{
	if(full_queue(pQ))
		return false;
	else
	{
		pQ->pBase[pQ->rear]  =val;  //pQ-> pBase 代表的是數組  因爲這個循環隊列是用數組來實現的。

		pQ->rear = (pQ->rear +1 )%6;
		return true;
	}
}

//判斷隊列是否滿了
bool full_queue(QUEUE * pQ)
{
	if( (pQ->rear +1)%6 == pQ->front)
		return true;
	else
		return false;
}

//遍歷輸出
void traverse_queue(QUEUE * pQ)
{
	int i = pQ->front;
	while(i != pQ->rear)
	{
		printf("  %d",pQ->pBase[i]);
		i = (i+1)%6;
			
	}
	printf("\n");
	return;
}

//判斷隊列是否爲空
bool empty_queue(QUEUE *pQ)
{
	if(pQ->front == pQ->rear)
		return true;
	else
		return false;
}

//出隊操作
bool out_queue(QUEUE * pQ,int * pVal)
{
		if(empty_queue(pQ))
		return false;
	else
	{
		* pVal = pQ->pBase[pQ->front];
		pQ->front = (pQ->front +1)%6;
		return true;
	}

}