C++ 鏈隊列和循環隊列基本操作

一：目的

1. 用C++實現鏈隊列的基本操作

2. 用C++實現循環隊列的基本操作

二：鏈隊列的實現

1. 定義數據結構和類，書寫在Queue.h中

# include <iostream>
using namespace std;

typedef int ElemType;

typedef struct QNode
{
	ElemType data;
	QNode *next;

}QNode, *QueuePtr;      //節點

//單鏈隊列
typedef struct
{
	QueuePtr front;     //隊頭指針
	QueuePtr rear;		//隊尾指針
}LinkQueue;


 class MyLinkQueue
 {
 public:
	 void InitQueue();		//初始化隊列
	 void DestroyQueue();		//銷燬隊列
	 void ClearQueue();		//清空隊列
	 bool QueueEmpty();		//隊列是否爲空
	 int QueueLength();		//隊列長度
	 void Enqueue(ElemType val);	//在隊尾插入數據
	 void DeQueue(ElemType & val);	//刪除隊頭
	 void Print();			//從頭到尾打印

 private:
	 LinkQueue q;
 };

2. 具體實現代碼在Queue.cpp中

#include "Queue.h"

//初始化隊列
void MyLinkQueue::InitQueue()
{
	q.front = q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
	if(!q.front)
	{
		//如果分配失敗
		cout <<"初始化失敗"<<endl;
		return;
	}
	q.front->next = NULL;
}	

//銷燬隊列
void MyLinkQueue::DestroyQueue()
{
	while(q.front)
	{
		q.rear = q.front->next;
		free(q.front);
		q.front = q.rear;
	}
}
//在隊尾插入數據
void MyLinkQueue::Enqueue(ElemType val)
{
	QueuePtr ptr = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
	if(!ptr)
	{
		//如果分配失敗
		cout << "節點分配失敗" << endl;
		return;
	}
	ptr->data = val;
	ptr->next = NULL;
	q.rear->next = ptr;
	q.rear = ptr;
}
//刪除隊頭，並返回當前隊頭的值
void MyLinkQueue::DeQueue(ElemType & val)
{
	if(q.front == q.rear)
	{
		val = -1;
		return;
	}
    QueuePtr p;
    val = q.front->next->data;
    if(q.front->next == q.rear){//隊列只有一個元素
        p = q.rear;
        q.rear = q.front;
        q.front->next = NULL;
    }else{
        p = q.front->next;
        q.front->next = p->next;
        p->next = NULL;
    }    
    free(p);
}

//打印
void MyLinkQueue::Print()
{
	if(q.front == q.rear)
	{
		cout<< "隊列爲空" << endl;
		return;
	}
	QueuePtr ptr = q.front->next;
	while(ptr!=q.rear)
	{
		cout<<ptr->data<<endl;
		ptr = ptr->next;
	}
	cout<<ptr->data<<endl;
}

//清空隊列
void MyLinkQueue::ClearQueue()
{
	DestroyQueue();
	InitQueue();
}


//隊列是否爲空
bool MyLinkQueue::QueueEmpty()
{
	if(q.front == q.rear)
		return true;
	else
		return false;
}
//隊列長度
int MyLinkQueue:: QueueLength()
{
	if(q.front == q.rear)
		return 0;
	QueuePtr ptr = q.front;
	int index = 0;
	do
	{
		index++;
		ptr = ptr->next;
	}while(ptr!=q.rear);
	return index;
}

3.簡單測試如下

	MyLinkQueue q;
	bool flag = q.QueueEmpty();
	q.InitQueue();
	q.Enqueue(1);
	q.Enqueue(2);
	q.Enqueue(3);
	q.Enqueue(4);
	q.Enqueue(5);
	q.Enqueue(6);
	q.Enqueue(7);
	int len = q.QueueLength();
	q.Print();
	int val;
	q.DeQueue(val);
	q.DeQueue(val);
	cout <<"取出兩個隊頭後"<<endl;
	q.Print();
	q.ClearQueue();
	q.Print();
	q.Enqueue(1);
	q.Enqueue(2);
	q.Enqueue(3);
	q.Enqueue(4);
	q.Print();

三：循環隊列的實現

1. 定義數據結構和類，書寫在Queue.h中

# include <iostream>
using namespace std;

#define MAX_QUEUE_SIZE 100
typedef int ElemType;

typedef struct QNode
{
	ElemType data;
	QNode *next;

}QNode, *QueuePtr;      //節點

//循環隊列
 typedef struct{
	ElemType *base;
	int front;
	int rear;
}SqQueue;

class CircularQueue
 {
 public:
	 void InitQueue();			//初始化隊列
	 void DestroyQueue();		//銷燬隊列
	 void ClearQueue();			//清空隊列
	 bool QueueEmpty();			//隊列是否爲空
	 int QueueLength();			//隊列長度
	 void Enqueue(ElemType val);	//在隊尾插入數據
	 void DeQueue(ElemType & val);	//刪除隊頭
	 void Print();					//從頭到尾打印

 private:
	 SqQueue q;
 };

2.具體實現在Circular_Queue.cpp中

#include "Queue.h"

//初始化隊列
void CircularQueue::InitQueue()
{
	q.base = (ElemType *)malloc(sizeof(ElemType) * MAX_QUEUE_SIZE);
	if(!q.base)
	{
		//如果分配失敗
		cout <<"初始化失敗"<<endl;
		return;
	}
	q.front = q.rear = 0;
}	

//銷燬隊列
void CircularQueue::DestroyQueue()
{
	free (q.base);
	q.front = q.rear = 0;
}
//在隊尾插入數據
void CircularQueue::Enqueue(ElemType val)
{
	if((q.rear + 1)%MAX_QUEUE_SIZE == q.front)
	{
		cout << "隊列已滿！" << endl;
		return;
	}
	q.base[q.rear] = val;
	q.rear = (q.rear+1)%MAX_QUEUE_SIZE;
	return;
}
//刪除隊頭，並返回當前隊頭的值
void CircularQueue::DeQueue(ElemType & val)
{
	if(q.front == q.rear)
	{
		cout<<"隊列爲空！"<<endl;
		return;
	}
	val = q.base[q.front];
	q.front = (q.front+1)%MAX_QUEUE_SIZE;
	return;
}

//打印
void CircularQueue::Print()
{
	if(q.front == q.rear)
	{
		cout<< "隊列爲空" << endl;
		return;
	}
	for(int i = q.front; i < q.rear;i++)
		cout<< q.base[i]<<endl;
	return;
}

//清空隊列
void CircularQueue::ClearQueue()
{
	DestroyQueue();
	InitQueue();
}


//隊列是否爲空
bool CircularQueue::QueueEmpty()
{
	if(q.front == q.rear)
		return true;
	else
		return false;
}
//隊列長度
int CircularQueue:: QueueLength()
{
	return (q.rear - q.front + MAX_QUEUE_SIZE) % MAX_QUEUE_SIZE;
}

3. 測試同上，只需要將MyLinkQueue改爲CircularQueue即可