學習筆記 資料結構07 佇列

2021-07-11 01:52:43 字數 2706 閱讀 4700

佇列是只允許在一端進行插入操作,而在另一端進行刪除操作的線性表。

佇列是一種先進先出的線性表,簡稱fifo。允許插入的一端稱為隊尾,允許刪除的一端稱為隊頭。

同樣是線性表,佇列也有類似線性表的各種操作,不同的就是插入資料只能在隊尾進行,刪除資料只能在隊頭進行。

adt 佇列(queue)

data

同線性表。元素具有相同型別,相鄰元素具有前驅和後繼關係
operattion

initqueue(*q) :初始化操作,建立乙個空佇列q

destroyqueue(*q): 若佇列q存在,則銷毀它

clearqueue(*q) :清空q

queueempty(q):若佇列q為空,返回true,否則返回false

gethead(q,*e):若佇列q存在且非空,用e返回佇列q的隊頭元素。

endqueue(*q,e):若佇列q存在,輸入新元素e到佇列q中並成為隊尾元素

dequeue(*q,*e):刪除佇列q中隊頭元素,並用e返回其值

queuelength(q):返回佇列q的元素個數

endadt

線性表有順序儲存和鏈式儲存,棧是線性表,所以有兩種儲存方式。同樣,佇列作為一種特殊的線性表,也同樣存在這兩種儲存方式。

佇列順序儲存的不足

假設乙個佇列有n個元素,則順序儲存的佇列需要建立乙個大於n的陣列,並把佇列的所有元素儲存在陣列的前n個單元,陣列下標為0的一即是隊頭。所謂的入佇列操作,其實就是在隊尾追加乙個元素,不需要移動任何元素,因此時間複雜度為o(1)

與棧不同的是,佇列元素的出列是在隊頭,即下標為0的位置,那麼就意味著佇列中的所有元素都得向前移動,以保證佇列的隊頭,也就是下標為0的位置不為空,此時時間複雜度為o(n)

如果隊頭出隊,而不移動元素,那麼出隊的效能就會大大增加。也就是說,隊頭不需要一定在下標為0的位置。為了避免當只有乙個元素時,隊頭和附屬重合,front指標指向隊頭元素,rear指標指向隊尾元素的下乙個位置,當front==rear時此隊列為空。

假設是長主為5的陣列,初始狀態,空佇列。front與rear指標均指向下標為0的位置。然後a1/a2/a3/a4,入隊front指標依然指向下標為0位置,而rear指標指向下標為4的位置。

出隊a1、a2,則front指標指向下標為2的位置,rear不變,再入隊a5,此時front指標不變,rear指標移動到陣列之外 ,這種現象是假溢位。

迴圈佇列定義

所以解決假溢位的辦法就是後面滿了,就再從頭開始,也就是頭尾相接的迴圈。我們把佇列的頭尾相接的順序儲存結構稱為迴圈佇列。

接著上面a6入隊,將它放置於下標為0處,rear指標指向下標為1處,若再入隊a7,則rear指標就與front指標重合,同時指向下標為2的位置。

此時問題又出來了,我們剛才說,空佇列時,front等於rear,現在當佇列滿時,也是front等於rear那麼如何判斷此時的佇列空間是空還是滿呢?

辦法是設定乙個標誌變數flag,當front==rear,且flag=0佇列空,當front==rear且flag=1時隊滿

辦法二是當佇列空時,條件就是front==rear,當佇列滿時,我們修改其條件,保留乙個元素空間。也就是說佇列滿時,陣列中還有乙個空閒的單元,

我們重點來討論第二種方法,由於rear可能比front大,也可能比front小,所以儘管它們只相差乙個位置時就是滿情況,但也可能是相差整整一圈。所以若佇列的最大尺寸為queuesize,那麼佇列滿的條件是(rear+1)%queuesize==front

通用的計算佇列長度的公式:(rear-front+queuesize)%queuesize

迴圈佇列的順序儲存結構**:

typedef

int qelemtype

typedef

struct

sqqueue;

//初始化**

status initqueue(sqqueue *q)

//求佇列長度

int queuelength(qqqueue q)

//入隊操作

status enqueue(sqqueue *q,qelemtype e)

//出隊操作

status dequeue(sqqueue *q,qelemtype *e)

佇列的鏈式儲存結構,其實就是線性表的單鏈表,只不過它只能尾進頭出而已,我們把它簡稱為鏈佇列。

//結點結構

typedef

struct qnode

qnode,*queueptr;

//佇列的鍊錶結構

typedef

struct

linkqueue;

佇列的鏈式儲存結構—-入隊操作

入隊操作時,其實就是在鍊錶尾部插入結點。

status enqueue (linkqueue *q,qelemtype  e)

佇列的鏈式儲存結構—-出隊操作

出隊操作時,就是頭結點的後繼結點出隊,將頭結點的後繼改為它後面的結點,若煉表除頭結點外只剩乙個元素時,則需將rear指向頭結點

/*若佇列不空,刪除q的隊頭元素,用e返回其值,並返回ok,否則返回error*/

status dequeue (linkqueue *q,qelemtype *e)

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