線性表 佇列的陣列實現

2021-09-25 11:22:17 字數 3619 閱讀 6265

定義和應用

佇列(queue)是乙個線性表，其插入和刪除分別在表的不同端進行。它是一種先進先出(fifo)的線性表，插入元素的一端稱為隊尾(bakc或者rear)，刪除元素的一段叫作隊首(front)。

以陣列來實現，需要考慮空間的利用率。如果採用類似陣列和棧一般的對映公式location(i)=i，那麼每次刪除陣列前端(隊首)元素需要將陣列整體左移一位，顯然效率低下。考慮新的對映公式location(i)=location(隊首元素)+i，能很好地解決這一問題，但同時也有了乙個新的問題，那就是在一系列的插入操作後，陣列前端(隊首位置)存在大量未使用的空位址，因此空間利用率低，如果將陣列中所有元素整體左移，那麼和剛才的方法一樣，時間複雜度又為漸近大於arraylength。

因此我們考慮將陣列視為環，來實現環形的佇列。環形陣列實現的佇列的對映公式為 location(i)=(location(隊首元素)+i)%arraylength 。環形佇列也有乙個問題，那就是queuefront==queueback時，到底是表示隊空還是隊滿呢？因此我們改變隊首元素指標queuefront的約定，讓他指向隊首元素的前乙個位置，這樣當且僅當queuefront==queueback時才表示隊空，而如果 (queueback+1)%arraylength==queuefront時，就需要加倍陣列並複製原有元素了。因此，該實現中，佇列的元素個數最多是arraylength-1個。

具體實現

queueadt.h

#pragma once


template


<


typename t>


class


queueadt


virtual


bool


empty()


const=0


;virtual size_t size()


const=0


;virtual t&


front()


const=0


;//返回隊首元素的引用


virtual t&


back()


const=0


;//返回隊尾元素的引用


virtual


void


pop()=


0;//在隊首刪除元素


virtual


void


push


(const t& _element)=0


;//在隊尾插入元素


};
queueempty.h

#pragma once


#include


using std::string;


#include


using std::cin;


using std::cout;


using std::cerr;


using std::ostream;


using std::istream;


using std::ends;


using std::endl;


class


queueempty


~queueempty()


string what()


const


void


output()


const


private


: string message;


};
queuearray.h

#pragma once


#ifndef queuearray_h


#define queuearray_h


#include


"queueadt.h"


#include


"queueempty.h"


template


<


typename t>


class


queuearray


:public queueadt


~queuearray()


bool


empty()


const


size_t size()


const


t&front()


const


; t&


back()


const


;void


pop();


void


push


(const t& _element)


;void


output()


;private


: t* queue;


//元素陣列


size_t capacity;


//佇列的容量capacity


size_t queuefront;


//隊首元素的前乙個位置的下標


size_t queueback;


//隊尾元素下標};


template


<


typename t>


inline t& queuearray


::front()


const


template


<


typename t>


inline t& queuearray


::back()


const


template


<


typename t>


inline


void queuearray


::pop()


template


<


typename t>


void queuearray


::push


(const t& _element)


else


//更新資料成員


queueback = capacity -2;


capacity *=2


; queuefront = capacity -1;


delete


queue;


queue = newqueue;


} queueback =


(++queueback)


% capacity;


queue[queueback]


= _element;


}template


<


typename t>


void queuearray


::output()


cout << endl;


}#endif
測試**

#include


"queuearray.h"


#include "..


//..//..//ch06/chainlist/chainlist/illegalparametervalue.h"


#include "..


//..//..//ch08/stack/stack/stackarray.h"


//***********************************test for queuearray***********************************


intmain()


trycatch


(const queueempty& e)


}

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