开卷数据结构(6)—— 队列 一学就会,一用就废
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目录
🌺队列的定义
🌺队列的顺序表达与实现
🌷队列顺序存储结构
🌷假溢出
🌷循环队列
🌹循环队列的初始化
🌹循环队列的入队
🌹循环队列的出队
🌷链队列
🌹链栈的初始化
🌹链栈的入队
🌹链栈的出队
🌺每日金句
🌺队列的定义
队列是一种线性表,但限定这种线性表只能在表的一端进行插入,在另一端进行删除
⚠️对头:允许删除的一端,又称为队首
⚠️队尾:允许插入的一端
队列与生活中的排队一样,最早排队的最先离开。
由此可见:队列的操作特性可以明显地概括为先进先出
队列有两种存储表示,顺序表示与链式表示
🌺队列的顺序表达与实现
🌷队列顺序存储结构
和顺序栈相类似,在队列的顺序存储结构中,除了用一组地址连续的存储单元依次列头到队列尾的元素之外,尚需附设两个整型变量【front】和【rear】分别指示队列头元素及队间的位置(后面分别称为头指针和尾指针)。
队列的顺序存储结构表示如下:
#define MAXSIZE 100//队列容量typedef struct { ElemType *base; //存储空间int front,rear; //队首,队尾}SqQueue ;
🌷假溢出
图(1)所示为队列的初始状况,此时有【front == rear == 0】 成立。该条件可以作为队列判空的条件。但是【rear == MAXSIZE】不能作为队列满的条件。如 图(4),队列中只有一个元素,仍满足该条件。这时入队出现上溢出,但是这种溢出并不是真正的溢出,在队列中依然存在可以存放元素的空位置,所以是一种假溢出。
如何解决循环链表的这一缺点呢?
🌷循环队列
将顺序队列臆造成一个环状的空间,即把存储队列元素的表从逻辑上视为一个环,称为循环队列。
🌹循环队列的初始化
循环队列的初始化就是动态分配一个预定义大小为 MAXSIZE 的数组空间
🔺实现原理
1️⃣为队列动态分配一个最大容量为MAXSIZE的数组空间
2️⃣base指向数组空间的首地址
3️⃣头指针与尾指针置为零,表示队列为空
💬 代码演示
Status InitQueue ( SqQueue &Q ){Q.base=new ElemType[MAXSIZE];if(!Q.base)return OVERFLOW;Q.front=Q.rear=0;return OK;}
🌹循环队列的入队
入队操作是指在队尾插入一个新的元素
🔺实现原理
1️⃣判断队列是否满
2️⃣满了返回ERROR
3️⃣将新元素插入队尾
4️⃣队尾指针加一
💬 代码演示
Status EnQueue(SqQueue &Q,ElemType e){ if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front)//判满 return ERROR;Q.base[Q.rear]=e;Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE;return OK;}
🌹循环队列的出队
出队操作是删除队头元素
🔺实现原理
1️⃣判断队列是否为空
2️⃣为空返回ERROR
3️⃣保留队头元素
4️⃣队头指针加一
💬 代码演示
Status DeQueue(SqQueue &Q, ElemType &e){ if( Q.rear==Q.front ) return ERROR;//判空e = Q.base[Q.front];Q.front = (Q.front+1)%MAXSIZE;return OK;}
🌷链队列
队列的链式表示称为链队列,它实际上是一个同时带有队头指针和队尾指针的单链表,头指针指向对头结点,尾指针指向队尾结点。
队列的链式存储如图:
队列的链式存储类型可描述为:
typedef struct Qnode{ElemType data; struct QNode * next;}Qnode,*QueuePtr; //结点typedef struct { QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue; //链队
🌹链栈的初始化
链栈的初始化操作就是构建一个只有头结点的空队。
🔺实现原理
1️⃣生成新结点作为头结点
2️⃣队头指针和队尾指针指向该结点
3️⃣头指针的指针域置空
💬 代码演示
Status InitQueue(LinkQueue &Q){Q.front=Q.rear=new QNode;p->next=NULL;return OK;}
🌹链栈的入队
🔺实现原理
1️⃣为入队元素分配结点空间,用指针p指向
2️⃣将新结点数据域置为e
3️⃣将新结点插入到队尾
4️⃣修改队尾指针为p
💬 代码演示
Status EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType e){p=new QNode;//为入队元素分配结点空间,用指针p指向p->data=e; //将新结点数据域置为ep->next=NULL;Q.rear->next=p; //将新结点插入到队尾Q.rear=p;//修改队尾指针为preturn OK;}
🌹链栈的出队
🔺实现原理
1️⃣判断是否为空,为空返回ERROR
2️⃣保留头元素空间,以备释放
3️⃣修改头指针的指针域,指向下一结点
4️⃣判断出队元素是否是最后一个元素,若是,将队尾指针重新赋值,指向头结点
5️⃣释放原队头元素的空间
💬 代码演示
Status DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &e){if(Q.front==Q.rear)//若队列为空,返回ERRORreturn ERROR;QNode *p=Q.front->next;//保留头元素空间,以备释放Q.front->next=p->next;//修改头指针的指针域,指向下一结点 if(Q.rear==p)//判断出队元素是否是最后一个元素,若是,将队尾指针重新赋值,指向头结点Q.rear=Q.front; delete p;//释放原队头元素的空间return OK;}
🌺每日金句
最困难的时候,也就是离成功不远的时候。——拿破仑
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