陣列 鍊錶 佇列和棧 佇列,C語言實現

2021-10-08 09:48:00 字數 3056 閱讀 6561

佇列,顧名思義就是很多個資料在排隊。既然是排隊,那就不能從最前面或者中間插進去,新來的資料只能排在隊伍的最後。另外,我們另外規定只有隊伍最前面的資料才能出去。當然,其實也只有隊伍最前面的資料能被外界檢視。能滿足這種功能的資料結構稱之為佇列。

我們可以用陣列、鍊錶實現佇列。這裡用陣列實現簡單佇列。

申請10個位置的陣列,用陣列實現簡單佇列

int queue[10]

;int capacity =10;

//佇列的總容量為10

//佇列的範圍是head ~ tail

int head =0;

//佇列的頭的index為0

int tail =0;

//佇列的尾的index為0

我們需要實現幾個方法:

0、依次顯示所有資料 (當作陣列看待,其實佇列不需要這個功能)

void

show()

printf

("\r\n");

}1、讀取佇列的首元素,(不出列)

void

peek()

printf

("佇列的首元素: %d \r\n"

, queue[head]);

//陣列方式訪問資料

}2、入列:在佇列最後面插入乙個數

void

enqueue

(int n)

//tail的位置是空的,所以直接對queue[tail]賦值就是在佇列最後插入資料

queue[tail]

= n;

tail++

;//入列之後tail + 1,保持tail的位置是空的

}3、出列:佇列首元素離開佇列

intdequeue()

int num = queue[head]

;//記錄佇列的首元素

head++

;//出列: 佇列的head不再包含原先的首元素,即刪除了佇列首元素

return num;

//返回資料

}4、計算佇列現有多少個元素

intgetsize()

實現了這些功能之後,簡單佇列的功能就實現了。下面是完整的**:

#include

#include

//申請了10個位置的陣列,用陣列實現簡單佇列

int queue[10]

;int capacity =10;

//佇列的總容量為10

//佇列的範圍是head ~ tail

int head =0;

//佇列的頭的index為0

int tail =0;

//佇列的尾的index為0

//0、依次顯示所有資料 (當作陣列看待,其實佇列不需要這個功能)

void

show()

printf

("\r\n");

}//1、讀取佇列的首元素,(不出列)

void

peek()

printf

("佇列的首元素: %d \r\n"

, queue[head]);

//陣列方式訪問資料

}//2、入列:在佇列最後面插入乙個數

void

enqueue

(int n)

//tail的位置是空的,所以直接對queue[tail]賦值就是在佇列最後插入資料

queue[tail]

= n;

tail++

;//入列之後tail + 1,保持tail的位置是空的

}//3、出列:佇列首元素離開佇列

intdequeue()

int num = queue[head]

;//記錄佇列的首元素

head++

;//出列: 佇列的head不再包含原先的首元素,即刪除了佇列首元素

return num;

//返回資料

}//4、計算佇列現有多少個元素

intgetsize()

intmain()

printf

("顯示所有資料:");

show()

;//依次顯示所有資料

printf

("出列: %d\r\n"

,dequeue()

);printf

("出列: %d\r\n"

,dequeue()

);peek()

;//檢視當前首元素

enqueue(6

);//入列

printf

("入列6, 顯示所有資料:");

show()

;printf

("一共有幾個元素: %d\r\n"

,getsize()

);printf

("顯示所有資料: ");

show()

;//依次顯示所有資料

return0;

}

執行結果:

1、新增10個資料之後,佇列就滿了。後面5個資料就無法新增進去了。(正確)

2、出列了2個元素,剩餘8個元素,首元素為3 。(正確)

3、希望入列乙個元素6。結果顯示佇列滿了,無法新增資料。但實際上這個佇列的容量是10,現有8個元素,容量沒有滿。這是為什麼呢?

原因是我們在新增資料的時候,tail只會不停地往後移動 (++),如果tail == 10,tail就再也不能往後移動了。軟體就認為是佇列滿了。但其實佇列沒有滿,佇列最前面兩個位置已經空出來了,我們可以把資料放在陣列的最前面。這部分內容屬於「迴圈佇列」,請讀者自行實現吧。

最後說明一下,用陣列實現的佇列,入列、出列的時間複雜度都是o(1)。用陣列實現佇列最大的問題是如何保證空間夠用。如果申請很大的陣列,那就會浪費空間。

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