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循环队列

2022-07-14 00:44:27 百科资料

为充分利用向量空间,克服"假溢出"现象的方法是:将向量空间想象为一个首尾相接的圆环,并称这种向量为循环向量。存储在其中的队列称为循环队列(Circular Queue)。这种循环队列可以以单链表的方式来在实际编程应用中来实现。

  • 中文名 循环队列
  • 外文名 Circular Queue
  • 类别 数据结构
  • 实现方式 单链表

基本操作

  插入新元素,使用PASCAL语言:

  过程DEL2(Q,Y,F)从循环队列q中取出队首元素

条件处理

  循环队列中,由于入队时尾指针向前追赶头指针;出队时头指针向前追赶尾指针,造成队空和队满时头尾指针均相等。因此,无法通过条件front==rear来判别队列是"空"还是"满"。

  解决这个问题的方法至少有两种:

  ① 另设一布尔变量以区别队列的空和满;

  ②另一种方式就是数据结构常用的: 队满时:(rear+1)%n==front,n为队列长度(所用数组大小),由于rear,front均为所用空间的指针,循环只是逻辑上的循环,所以需要求余运算。如图情况,队已满,但是rear(5)+1=6!=front(0),对空间长度求余,作用就在此6%6=0=front(0)。

  类型定义采用环状模型来实现队列,各数据成员的意义如下:

  front指定队首位置,删除一个元素就将front顺时针移动一位;

  rear指向元素要插入的位置,插入一个元素就将rear顺时针移动一位;

  count存放队列中元素的个数,当count等于MaxQSize时,不可再向队列中插入元素。

  队空:count=0

  队满:count=MaxQSize

  #define QueueSize 100//应根据具体情况定义该值

  typedef char DataType;//DataType的类型依赖于具体的应用

  typedef struct{

  int front;//头指针,队非空时指向队头元素

  int rear;//尾指针,队非空时指向队尾元素的下一位置

  int count;//计数器,记录队中元素总数DataTypedata[QueueSize];

  }CirQueue;

  基本运算

  用第三种方法,循环队列的六种基本运算:

  ① 置队空

  voidInitQueue(CirQueue*Q){ Q->front=Q->rear=0;Q->count=0; }//计数器置0

  ② 判队空

  intQueueEmpty(CirQueue*Q){ returnQ->count==0; }//队列无元素为空

  ③ 判队满

  intQueueFull(CirQueue*Q){ returnQ->count==QueueSize;}//队中元素个数等于QueueSize时队满

  ④ 入队

  voidEnQueue(CirQueue*Q,DataTypex){

  if(QueueFull(Q))Error("Queueoverflow"); //队满上溢

  Q->count++; //队列元素个数加1

  Q->data[Q->rear]=x; //新元素插入队尾

  Q->rear=(Q->rear+1)%QueueSize; //循环意义下将尾指针加1

  }

  ⑤ 出队

  DataTypeDeQueue(CirQueue*Q){

  DataType temp;

  if(QueueEmpty(Q))Error("Queueunderflow"); //队空下溢

  temp=Q->data[Q->front];

  Q->count--; //队列元素个数减1

  Q->front=(Q->front+1)%QueueSize; //循环意义下的头指针加1returntemp;}

  ⑥取队头元素

  DataTypeQueueFront(CirQueue*Q){

  if(QueueEmpty(Q))Error("Queueisempty.");

  returnQ->data[Q->front];

  }

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  队列的操作特点是"先进先出"。前者主要是头指针、尾指针的使用,后者主要是理解循环队列提出的原因及其特点。两者都要掌握队列空与满的判定条件以及出队列、入队列操作的实现。

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