隊(duì)列在編程語言中是如何定義的呢？小編與大家分享自己的經(jīng)驗(yàn)。
隊(duì)列的定義
隊(duì)列是限制結(jié)點(diǎn)插入操作固定在一端進(jìn)行,而結(jié)點(diǎn)的刪除操作固定在另一端進(jìn)行的線性表.
隊(duì)列猶如一個(gè)兩端開口的管道.允許插入的一端稱為隊(duì)頭,允許刪除的一端稱為隊(duì)尾.隊(duì)頭和隊(duì)尾各用一個(gè)”指針”指示,稱為隊(duì)頭指針和隊(duì)尾指針.不含任何結(jié)點(diǎn)的隊(duì)列稱為”空隊(duì)列”.隊(duì)列的特點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)在隊(duì)列中的排隊(duì)次序和出隊(duì)次序按進(jìn)隊(duì)時(shí)間先后確定,即先進(jìn)隊(duì)者先出隊(duì).因此,隊(duì)列又稱先進(jìn)先出表.簡稱FIFO(first in first out)表.
步驟
隊(duì)列是用來存儲(chǔ)暫未處理但需要按一定順序處理的元素的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
隊(duì)列是一種先進(jìn)先出（First In First Out，F(xiàn)IFO）的線性表，特點(diǎn)是先進(jìn)隊(duì)的元素先出隊(duì)。
隊(duì)列只允許在表的一端進(jìn)行插入，而在另一端刪除元素。
隊(duì)尾是隊(duì)列中允許插入的一端；隊(duì)首是隊(duì)列中允許刪除的一端。
一般用順序表q[m]存儲(chǔ)隊(duì)列中的元素，m是隊(duì)列能存儲(chǔ)元素的最大數(shù)量。
front隊(duì)首指針指向隊(duì)首元素存儲(chǔ)的位置；rear隊(duì)尾指針指向隊(duì)尾元素的下一個(gè)位置。
順序隊(duì)列及其操作
隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的隊(duì)列稱為順序隊(duì)列.和順序表一樣,用一個(gè)一維數(shù)組存.對(duì)頭在數(shù)組的低下標(biāo)端,隊(duì)尾設(shè)在高下表端.隊(duì)頭,隊(duì)尾指針值是數(shù)組元素的下標(biāo).對(duì)頭指針始終指向?qū)︻^結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)位置,初始值為0.隊(duì)尾指針是指向隊(duì)尾結(jié)點(diǎn)位置,初始值也為0.
隊(duì)列初始條件:隊(duì)頭指針=隊(duì)尾指針=0
隊(duì)列滿條件:隊(duì)尾指針=m(設(shè)隊(duì)列當(dāng)前容量為m)
隊(duì)列空條件:隊(duì)頭指針=隊(duì)尾指針
在QueueCs.c文件中定義了結(jié)構(gòu)
#define DT char#define M 100typedef struct { DT data[M]; int front,rear;}SEQUEUE;data[M]也為數(shù)組為隊(duì)列,front為隊(duì)頭指針,rear為隊(duì)尾指針.(注意:front和rear是整數(shù)類型,不是指針類型),當(dāng)front=rear=0時(shí),為初始隊(duì)列.因?yàn)镃語言中數(shù)組的第一個(gè)元素下標(biāo)為0,而不是1;所以這里約定數(shù)組元素data[0]閑置不用.
順序隊(duì)列上的操作
(1)創(chuàng)建隊(duì)列
初始化隊(duì)列,隊(duì)頭指針和隊(duì)尾指針=0.
在QueueControl.h寫出方法聲明
/* 創(chuàng)建隊(duì)列 */SEQUEUE initQueue();
在QueueControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueControl.h"/* 創(chuàng)建隊(duì)列 */SEQUEUE initQueue(){ SEQUEUE Q; //1.初始化隊(duì)列,隊(duì)頭指針=隊(duì)尾指針=0 Q.front=Q.rear=0; return Q;}(2)插入
在QueueControl.h寫出方法聲明
/* 插入 */SEQUEUE inQueue(SEQUEUE Q,DT x);
在QueueControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueControl.h"SEQUEUE inQueue(SEQUEUE Q,DT x){ //1.判斷隊(duì)列是上溢,就是隊(duì)尾指針是否等于最大申請(qǐng)的空間 if(Q.rear==M){ printf("Up Overflow/n"); }else{ //2.從隊(duì)尾插入結(jié)點(diǎn) Q.rear++; Q.data[Q.rear]=x; printf("in success/n"); } return Q;}(3)刪除
在QueueControl.h寫出方法聲明
/* 刪除 */SEQUEUE outQueue(SEQUEUE Q);/* 打印隊(duì)列元素 */void printQueue(SEQUEUE Q);
在QueueControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueControl.h"SEQUEUE outQueue(SEQUEUE Q){ //1.首先判斷是否是空隊(duì)列 if(Q.front==Q.rear){ printf("queue is empty/n"); }else{ //2.刪除結(jié)點(diǎn)是從隊(duì)頭刪除 Q.front++; printf("out success/n"); } return Q;}/* 打印隊(duì)列元素 */void printQueue(SEQUEUE Q){ //1.從隊(duì)頭開始打印數(shù)據(jù) SEQUEUE temp=Q; printf("queue={"); while (temp.front<temp.rear) { temp.front++; if(temp.front==Q.front+1){ printf("%c",temp.data[temp.front]); }else{ printf(",%c",temp.data[temp.front]); } } printf("}/n");}在main.c中的main方法(int main(int argc, const char * argv[]) {})調(diào)用此方法,并且進(jìn)行判斷
#include "QueueControl.h"int main(int argc, const char * argv[]) { //初始化順序隊(duì)列 SEQUEUE queue=initQueue(); printQueue(queue); //插入 queue=inQueue(queue, 'a'); queue=inQueue(queue, 'b'); queue=inQueue(queue, 'c'); queue=inQueue(queue, 'd'); printQueue(queue); //刪除 queue=outQueue(queue); printQueue(queue); return 0;}打印結(jié)果:
queue={}
in success
in success
in success
in success
queue={a,b,c,d}
out success
queue={b,c,d}
Program ended with exit code: 0
從插入隊(duì)列和刪除隊(duì)列操作的打印結(jié)果來看,隊(duì)列的特點(diǎn)確實(shí)是:先進(jìn)先出.
循環(huán)隊(duì)列及其操作
循環(huán)隊(duì)列的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
根據(jù)順序隊(duì)列的操作和敘述可以看出,隊(duì)尾指針=m表示隊(duì)滿,不能再插入結(jié)點(diǎn)了,當(dāng)隊(duì)頭指針等于隊(duì)尾指針表示對(duì)空.但是當(dāng)隊(duì)尾指針和隊(duì)尾指針都等于m的時(shí)候,那么此時(shí)表示對(duì)空,那么也不能插入了其他的結(jié)點(diǎn),但是此時(shí)0-m之間的結(jié)點(diǎn)已經(jīng)空閑,這樣許多空閑的結(jié)點(diǎn)不能被利用,浪費(fèi)存儲(chǔ)空間.
循環(huán)隊(duì)列是把順序隊(duì)列的頭尾相接形成一個(gè)圓環(huán).邏輯上吧1號(hào)結(jié)點(diǎn)作為m號(hào)結(jié)點(diǎn)的后繼結(jié)點(diǎn)處理.
循環(huán)隊(duì)列初始條件:隊(duì)頭指針=隊(duì)尾指針=0
循環(huán)隊(duì)列隊(duì)滿條件:MOD(隊(duì)尾指針+1,m)=隊(duì)頭指針
循環(huán)隊(duì)列空條件:隊(duì)頭指針=隊(duì)尾指針
隊(duì)頭指針推進(jìn)計(jì)算:隊(duì)頭指針=MOD(隊(duì)頭指針+1,m)
隊(duì)尾指針推進(jìn)計(jì)算:隊(duì)尾指針=MOD(隊(duì)尾指針+1,m)
在QueueCycleCs.c文件中定義了結(jié)構(gòu)
#define CDT char#define CM 5typedef struct { CDT data[CM]; int front,rear;}SECYCLEQUEUE;循環(huán)隊(duì)列上的操作
(1)創(chuàng)建循環(huán)隊(duì)列
初始化隊(duì)列,隊(duì)頭指針和隊(duì)尾指針=0.
在QueueCycyleControl.h寫出方法聲明
#include "QueueCycleCs.c"/* 創(chuàng)建循環(huán)隊(duì)列 */SECYCLEQUEUE initCycleQueue();
在QueueCycyleControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueCycleControl.h"/* 創(chuàng)建循環(huán)隊(duì)列 */SECYCLEQUEUE initCycleQueue(){ SECYCLEQUEUE Q; //隊(duì)頭指針=隊(duì)尾指針=0; Q.front=Q.rear=0; return Q;}(2)插入
在QueueCycyleControl.h寫出方法聲明
#include "QueueCycleCs.c"/* 循環(huán)隊(duì)列插入 */SECYCLEQUEUE inCycleQueue(SECYCLEQUEUE Q,char x);
在QueueCycyleControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueCycleControl.h"SECYCLEQUEUE inCycleQueue(SECYCLEQUEUE Q,CDT x){ //1.判斷循環(huán)隊(duì)列是否已經(jīng)滿了,MOD(隊(duì)尾指針+1,m)=隊(duì)頭指針 if((Q.rear+1)%CM==Q.front){ printf("queue is full!/n"); }else{ //2.在隊(duì)尾插入,計(jì)算隊(duì)尾指針的 Q.rear=(Q.rear+1)%CM; //3.設(shè)置插入結(jié)點(diǎn)的值數(shù)值 Q.data[Q.rear]=x; printf("in Cycle queue Success!/n"); } return Q;}(3)刪除
在QueueCycyleControl.h寫出方法聲明
#include "QueueCycleCs.c"/* 循環(huán)隊(duì)列刪除 */SECYCLEQUEUE outCycleQueue(SECYCLEQUEUE Q);/* 打印循環(huán)隊(duì)列 */void printCycleQueue(SECYCLEQUEUE Q);
在QueueCycyleControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueCycleControl.h"SECYCLEQUEUE outCycleQueue(SECYCLEQUEUE Q){ //1.判斷循環(huán)隊(duì)列是否是空 if(Q.front==Q.rear){ printf("Cycle queue is Empty!/n"); }else{ //2.刪除結(jié)點(diǎn)從隊(duì)頭刪除,計(jì)算隊(duì)頭指針:隊(duì)頭指針=MOD(隊(duì)頭指針+1,m) Q.front=(Q.front+1)%CM; printf("out cycle queue success!/n"); } return Q;}/* 打印循環(huán)隊(duì)列 */void printCycleQueue(SECYCLEQUEUE Q){ //M=5; //1.從隊(duì)頭開始打印數(shù)據(jù) SECYCLEQUEUE temp=Q; printf("queue={"); //2.判斷的條件是,隊(duì)頭指針!=隊(duì)尾指針 while (temp.front!=temp.rear) { temp.front=(temp.front+1)%CM; if(temp.front==((Q.front+1)%CM)){ printf("%c",temp.data[temp.front]); }else{ printf(",%c",temp.data[temp.front]); } } printf("}/n");}在main.c中的main方法(int main(int argc, const char * argv[]) {})調(diào)用此方法,并且進(jìn)行判斷
#include "QueueCycleControl.h"int main(int argc, const char * argv[]) { //創(chuàng)建循環(huán)隊(duì)列 SECYCLEQUEUE CQ=initCycleQueue(); //插入數(shù)據(jù)5個(gè)結(jié)點(diǎn),但是最大是5,一個(gè)空閑,最后一個(gè)添加不進(jìn)去, CQ=inCycleQueue(CQ, 'a'); CQ=inCycleQueue(CQ, 'b'); CQ=inCycleQueue(CQ, 'c'); CQ=inCycleQueue(CQ, 'd'); CQ=inCycleQueue(CQ, 'e'); printCycleQueue(CQ); //刪除節(jié)點(diǎn)-三個(gè)結(jié)點(diǎn) CQ=outCycleQueue(CQ); CQ=outCycleQueue(CQ); CQ=outCycleQueue(CQ); printCycleQueue(CQ); //插入-兩個(gè)結(jié)點(diǎn) CQ=inCycleQueue(CQ, 'e'); CQ=inCycleQueue(CQ, 'f'); printCycleQueue(CQ); //刪除節(jié)點(diǎn)--刪除四個(gè)結(jié)點(diǎn),現(xiàn)在此時(shí)是三個(gè)結(jié)點(diǎn),最后一個(gè)刪除不了 CQ=outCycleQueue(CQ); CQ=outCycleQueue(CQ); CQ=outCycleQueue(CQ); CQ=outCycleQueue(CQ); printCycleQueue(CQ); return 0;}打印結(jié)果:
in Cycle queue Success!
in Cycle queue Success!
in Cycle queue Success!
in Cycle queue Success!
queue is full!
queue={a,b,c,d}
out cycle queue success!
out cycle queue success!
out cycle queue success!
queue=iwvjtn8m0
in Cycle queue Success!
in Cycle queue Success!
queue={d,e,f}
out cycle queue success!
out cycle queue success!
out cycle queue success!
Cycle queue is Empty!
queue={}
Program ended with exit code: 0
鏈隊(duì)列及其操作
隊(duì)列的鏈存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
鏈存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的隊(duì)列稱為鏈隊(duì)列.隊(duì)頭指針指向鏈隊(duì)列的頭結(jié)點(diǎn),頭結(jié)點(diǎn)的指針域若為空,則為空隊(duì)列;若不為空,則為指向隊(duì)首結(jié)點(diǎn)的指針.
鏈隊(duì)列設(shè)有一個(gè)隊(duì)頭指針,其值指向隊(duì)列的頭結(jié)點(diǎn).也是唯一地標(biāo)示一個(gè)鏈隊(duì).設(shè)置一個(gè)隊(duì)尾指針方便插入結(jié)點(diǎn).隊(duì)頭指針和隊(duì)尾指針都是指針型變量.
鏈隊(duì)列沒有容量的限制,所以在可用的存儲(chǔ)空間范圍內(nèi),一般不會(huì)出現(xiàn)上溢問題,也不存在如順序隊(duì)列的假溢出問題.
在QueueLinkCs.c中定義了結(jié)構(gòu)
#define LDT char//結(jié)點(diǎn)類型typedef struct llnode{ LDT data; struct llnode *next;}LINKNODE;//鏈隊(duì)列結(jié)構(gòu)typedef struct{ LINKNODE *front,*rear;}LINKQUEUE;鏈隊(duì)列上的操作
(1)創(chuàng)建鏈隊(duì)列
在QueueLinkControl.h寫出方法聲明
#include <stdio.h>#include "QueueLinkCs.c"/* 創(chuàng)建鏈隊(duì) */LINKQUEUE * initLinkQueue(LINKQUEUE *LQ);
在QueueLinkControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueLinkControl.h"#include <stdlib.h>/* 創(chuàng)建鏈隊(duì) */LINKQUEUE *initLinkQueue(LINKQUEUE *LQ){ //設(shè)置隊(duì)頭指針 LQ->front=(LINKNODE *)malloc(sizeof(LINKNODE)); LQ->front->data='#';//設(shè)置隊(duì)頭指針,也是頭結(jié)點(diǎn)的指針域 LQ->front->next=NULL; //初始條件:隊(duì)頭指針和隊(duì)尾指針一致 LQ->rear=LQ->front; return LQ;}(2)插入
在QueueLinkControl.h寫出方法聲明
/* 鏈隊(duì)插入:隊(duì)尾 */LINKQUEUE * inLinkQueue(LINKQUEUE *LQ,LDT x);
在QueueLinkControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
(3)刪除
在QueueLinkControl.h寫出方法聲明
/* 鏈隊(duì)刪除:隊(duì)頭 */LINKQUEUE *outLinkQueue(LINKQUEUE *LQ);/* 打印鏈表結(jié)點(diǎn) */void printLinkQueue(LINKQUEUE *LQ);
在QueueLinkControl.c中實(shí)現(xiàn)此方法
#include "QueueLinkControl.h"#include <stdlib.h>LINKQUEUE *outLinkQueue(LINKQUEUE *LQ){ if(LQ==NULL || LQ->rear==LQ->front){ printf("LQ is empty!/n"); return LQ; } //1.獲取首結(jié)點(diǎn) LINKNODE *frontNextNode; frontNextNode=LQ->front->next; //2.將首節(jié)點(diǎn)的next指針域的值存儲(chǔ)頭結(jié)點(diǎn)的next域 LQ->front->next=frontNextNode->next; //3.如果隊(duì)尾結(jié)點(diǎn)等于首節(jié)點(diǎn)的next指針域的值,那么表示是空棧,根據(jù)空鏈隊(duì)列的結(jié)構(gòu),還需修改隊(duì)尾指針,使指向頭結(jié)點(diǎn). if(LQ->rear==frontNextNode){ LQ->rear=LQ->front; } //4.釋放刪除的結(jié)點(diǎn) free(frontNextNode); printf("out link queue success!/n"); return LQ;}/* 打印鏈表結(jié)點(diǎn) */void printLinkQueue(LINKQUEUE *Q){ //實(shí)例化一個(gè)LQ,為了不改變?cè)瓉礞滉?duì)Q LINKQUEUE *LQ; LQ=(LINKQUEUE *)malloc(sizeof(LINKQUEUE)); LQ->front=Q->front; LQ->rear=Q->rear; printf("queue={"); //1.判斷不是空鏈表 if(LQ!=NULL && LQ->rear!=LQ->front){ int flag=0; do{ //2.輸出數(shù)據(jù) if(flag==0){ printf("%c",LQ->front->data); flag=1; }else{ printf(",%c",LQ->front->data); } //3.鏈頭指針向后移動(dòng) LQ->front=LQ->front->next; }while (LQ->front!=LQ->rear) ; printf(",%c",LQ->front->data); } printf("}/n");}在main.c中的main方法(int main(int argc, const char * argv[]) {})調(diào)用此方法,并且進(jìn)行判斷
#include "QueueLinkControl.h"int main(int argc, const char * argv[]) { //創(chuàng)建鏈隊(duì)列 LINKQUEUE *LQ=(LINKQUEUE *)malloc(sizeof(LINKQUEUE)); LQ=initLinkQueue(LQ); //向鏈隊(duì)插入結(jié)點(diǎn) LQ=inLinkQueue(LQ,'a'); LQ=inLinkQueue(LQ,'b'); LQ=inLinkQueue(LQ,'c'); LQ=inLinkQueue(LQ,'d'); printLinkQueue(LQ); //刪除結(jié)點(diǎn)--從隊(duì)頭 LQ=outLinkQueue(LQ); LQ=outLinkQueue(LQ); printLinkQueue(LQ); return 0;}打印結(jié)果:
in link queue success!
in link queue success!
in link queue success!
in link queue success!
queue={#,a,b,c,d}
out link queue success!
out link queue success!
queue={#,c,d}
Program ended with exit code: 0
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