資料結構佇列 queue

佇列（queue）是一種採用先進先出(fifo)策略的抽象資料結構，它的想法來自於生活中排隊的策略。顧客在付款結賬的時候，按照到來的先後順序排隊結賬，先來的顧客先結賬，後來的顧客後結賬。

同棧的實現一樣，佇列的實現也有陣列實現和鍊錶實現兩種方式。

先來看看陣列實現的方法。棧使用top變數記錄棧頂的位置，而佇列則使用front和rear分別佇列第乙個元素和最後乙個元素的位置。

#define size 20 typedef struct queue queue;

入隊、出隊操作很簡單。入隊時，通過rear的位置判斷佇列是否已滿。如果沒有滿，則將rear後移一位，將新元素放置在rear所在位置。出隊時，也可以通過rear的位置判斷佇列是否為空。如果不空，則只需將front後移一位即可。獲取隊頭元素，判斷佇列不空，則只需返回front指向位置的元素即可。

哇塞！好簡單啊！這樣就完成了佇列的實現啊！太天真了。。。想一下，通過出隊操作將資料彈出佇列後，front之前的空間還能夠再次得到嗎？不能。所以使用普通陣列實現佇列，就再也不能使用front之前的空間了，這會導致大量空間丟失。

為了解決這個問題，將普通陣列換成迴圈陣列。在迴圈陣列中，末尾元素的下乙個元素不是陣列外，而是陣列的頭元素。這樣就能夠再次使用front之前的儲存空間了。

哇塞！有解決了這個問題。可以開始碼**了！且慢，在實現修改入隊和出隊操作之前，再深思一步，這時是否還能簡單通過判斷rear的位置來判斷佇列空或滿呢？當然不可以。那是否可以考慮front和rear之間的位置關係呢？考慮如下兩種邊界情況：

在這兩種情況下，rear都在front前乙個位置，無法判斷此時佇列滿還是空。為了解決這個問題，通常採用的最簡單的方法就是，使用乙個counter記錄佇列中元素個數。修改佇列定義為下：

#define size 20
typedef
struct
queue
queue;
init(queue *q)
bool isfull(queue *q)
void enqueue(queue *q, int val)
bool isempty(queue *q)
void dequeue(queue *q)
//get the front element from queue
int front(queue *q)

另外一種方法是，在陣列中空出乙個位置，用以標記佇列是否已滿。

*q)有時候，rear表示隊尾元素的下乙個位置，即表示即將插入元素的位置。

此時，判斷佇列的操作應該修改如下：

#define size 20
typedef
struct
queue
queue;
init(queue *q)
bool isfull(queue *q)
void enqueue(queue *q, int val)
bool isempty(queue *q)
void dequeue(queue *q)
int front(queue *q)

佇列的陣列實現比較麻煩，需要考慮各種邊界情況，所以通常使用鍊錶形式來實現佇列。

使用單向鍊錶來實現鏈式佇列，鏈式佇列中儲存front和rear即可。

typedef
struct node
node;
typedef
struct
queue
;

為了方便實現，鏈式佇列中的front表示鍊錶的頭節點，而front的next才表示隊頭。鏈式佇列的入隊和出隊操作如下圖所示。從圖中可以看出鏈式佇列的實現採用尾進頭出的策略。

在鏈式佇列中，不需要考慮佇列是否已滿，只要記憶體足夠就可以一直分配空間。而當front和rear都指向頭節點的時候，則表示此時隊列為空。

bool isempty(queue
*q)

入隊時移動rear指向最後乙個元素即可。

node* createnode(int val)
}void enqueue(queue
*q, int val)
}

出隊時，不需要移動front指標，只需將其next指標指向下乙個next元素即可。q->front->next = q->front->next->next;但是需要考慮一種特殊情況，即當佇列中只剩下乙個元素時，還需要使rear指標重新指向頭節點。

int front(queue
*q)void dequeue(queue
*q)}

資料結構佇列 queue

資料結構佇列 queue

資料結構佇列queue

資料結構之佇列（Queue）

資料結構 佇列 queue

資料結構 佇列 queue

資料結構 佇列queue

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