數據結構 - 隊列靜態順序存儲結構

隊列的基本概念

1 隊列的基本概念
隊列(Queue)：也是運算受限的線性表。是一種先進先出(First In First Out ，簡稱FIFO)的線性表。只允許在表的一端進行插入，而在另一端進行刪除。
隊首(front) ：允許進行刪除的一端稱爲隊首。
隊尾(rear) ：允許進行插入的一端稱爲隊尾。
　　例如：排隊購物。操作系統中的作業排隊。先進入隊列的成員總是先離開隊列。
隊列中沒有元素時稱爲空隊列。在空隊列中依次加入元素a1, a2, …, an之後，a1是隊首元素，an是隊尾元素。顯然退出隊列的次序也只能是a1, a2, …, an ，即隊列的修改是依先進先出的原則進行的

隊列的抽象數據類型定義

ADT Queue{
數據對象：D ={ ai|ai∈ElemSet,  i=1, 2, …, n, n >= 0} 
數據關係：R = {<ai-1, ai> | ai-1, ai∈D,  i=2,3,…,n } 約定a1端爲隊首，an端爲隊尾。
基本操作：
Create()：創建一個空隊列；
EmptyQue()：若隊列爲空，則返回true ，否則返回flase ；
   ⋯⋯
InsertQue(x) ：向隊尾插入元素x；
DeleteQue(x) ：刪除隊首元素x；
    } ADT Queue

隊列的靜態順序存儲結構

在非空隊列裏，隊首指針始終指向隊頭元素，而隊尾指針始終指向隊尾元素的下一位置。
順序隊列中存在“假溢出”現象。因爲在入隊和出隊操作中，頭、尾指針只增加不減小，致使被刪除元素的空間永遠無法重新利用。因此，儘管隊列中實際元素個數可能遠遠小於數組大小，但可能由於尾指針巳超出向量空間的上界而不能做入隊操作。該現象稱爲假溢出。

循環隊列

循環隊列：將爲隊列分配的向量空間看成爲一個首尾相接的圓環，並稱這種隊列爲循環隊列(Circular Queue)。
特點：
克服上述“假溢出”現象，充分利用向量空間
出隊、入隊操作，隊首、隊尾指針仍要加1，朝前移動
當隊首、隊尾指針指向向量上界(MAX_QUEUE_SIZE-1)時，其加1操作的結果是指向向量的下界0

2  入隊操作
Status Insert_CirQueue(SqQueue  Q , ElemType  e)
  /*  將數據元素e插入到循環隊列Q的隊尾  */
{  if  ((Q.rear+1)%MAX_QUEUE_SIZE== Q.front)
return  ERROR;      /*  隊滿，返回錯誤標誌    */
Q.Queue_array[Q.rear]=e ;   /*  元素e入隊  */
Q.rear=(Q.rear+1)% MAX_QUEUE_SIZE ; 
/*  隊尾指針向前移動  */
return OK;        /*  入隊成功    */
}

2  入隊操作(正確)
Status Insert_CirQueue(SqQueue  *Q , ElemType  e)
  /*  將數據元素e插入到循環隊列Q的隊尾  */
{  if  ((Q->rear+1)%MAX_QUEUE_SIZE== Q-> front)
return  ERROR;      /*  隊滿，返回錯誤標誌    */
Q-> Queue_array[Q-> rear]=e ;   /*  元素e入隊  */
Q-> rear=(Q-> rear+1)% MAX_QUEUE_SIZE ; 
/*  隊尾指針向前移動  */
return OK;        /*  入隊成功    */
}

3  出隊操作
Status Delete_CirQueue(SqQueue  Q, ElemType  *x )
   /*  將循環隊列Q的隊首元素出隊  */
{   if  (Q.front== Q.rear)
return ERROR ;       /*  隊空，返回錯誤標誌    */
*x=Q.Queue_array[Q.front] ;  /* 取隊首元素 */
Q.front=(Q.front+1)% MAX_QUEUE_SIZE ;
     /*  隊首指針向前移動  */
return OK ;
}

3  出隊操作(正確)
Status Delete_CirQueue(SqQueue  *Q, ElemType  *x )
   /*  將循環隊列Q的隊首元素出隊  */
{   if  (Q-> front== Q-> rear)
return ERROR ;       /*  隊空，返回錯誤標誌    */
*x= Q-> Queue_array[Q-> front] ;  /* 取隊首元素 */
Q-> front=(Q-> front+1)% MAX_QUEUE_SIZE ;
     /*  隊首指針向前移動  */
return OK ;
}