佇列的知識講解與基本實現（資料結構）

中午在食堂打飯，真是乙個令人頭疼的事情，去食堂的路上也總是步伐匆匆，為什麼啊，這還用說，遲一點去，你就會知道什麼叫做人山人海了，在食堂排隊的時候，相比較學生來說，打飯阿姨畢竟是少數，在每個視窗都有人的時候，不免我們就得等待，直到前面的乙個學生打完飯離開，後面排隊的人才可以繼續向前走，直到輪到自己，別提多費勁了，但是秩序和規則卻是我們每個人都應該遵守的，也只能抱怨自己來的遲了

這種「先進先出」的例子就是我們所講的基本資料結構之一」佇列「

例子補充：用電腦的時候，有時候機器會處於疑似宕機的狀態，滑鼠點什麼似乎都沒有用，雙擊任何快捷方式都不動，就當你失去耐心，打算reset的時候，突然它就像酒醒了一樣，把你剛才點選的所有操作全部按照順序執行了一遍，這其實是因為作業系統中的多個程式隱需要通過乙個通道輸出，而按照先後次序排隊等待造成的 ——《大話資料結構》

定義：佇列是一種只允許在一段進行刪除操作，在另一端進行插入操作的線性表

允許插入的一段稱作隊尾 (rear)，允許刪除的的一端稱為隊頭 (front)

佇列的資料元素又叫做佇列元素，在佇列中插入乙個佇列元素稱為入隊，從佇列中刪除乙個佇列元素稱為出隊，也正是因為佇列只允許在一段插入，另一端刪除，所以這也就是我們前面例子中體現出來的先進先出 (fifo-first in first out) 的概念

補充：除此之外，還有的佇列叫做雙端佇列，也就是可以在表的兩邊進行插入和刪除操作的線性表

雙端佇列分類：

輸出受限的雙端佇列：刪除操作限制在表的一段進行，而插入操作允許早表的兩端進行

插入操作限制在表的一段進行，而刪除操作允許在表的兩端進行

#ifndef _queue_h_
#define _queue_h_
#include using namespace std;
// 用於檢查範圍的有效性
class outofrange:public exception  
};  
// 用於檢查長度的有效性
class badsize:public exception   
}; template class queue  
};#endif

佇列作為乙個特殊的線性表，自然也有著順序以及鏈式儲存兩種方式，我們先來看看它的順序儲存方式——迴圈佇列

在佇列的順序儲存中，我們除了建立乙個具有一定空間的陣列空間外，還需要兩個指標，分別指向佇列的前端和微端，下面的**中，我們選擇將隊頭指標指向頭元素的前乙個位置，隊尾指標指向隊尾元素（當然這不是唯一的方式，還可以將頭指標指向頭元素，隊尾指標指向隊尾元素的後乙個位置，原理是基本一致的）

為什麼要這麼做，並且為什麼這種儲存我們叫做迴圈佇列？

我們一步步分析一下：

我們先按照我們一般的想法畫出佇列元素進出隊的過程，例如佇列元素出隊

這樣的設想，也就是根據我們前面食堂排隊的例子畫出來的，但是我們可以清晰的看到，當a0出隊後，a0後的元素全部需要前移，將空位補上，但我們在計算機中講究效能二字，如何可以提高出隊的效能呢？

迴圈佇列就這樣被設計出來了，我們如果不再限制隊頭一定在整個空間的最前面，我們的元素也就不需要集體移動了

問題一這個時候我們就需要考慮這樣的問題了：

① 如何為了解決只有乙個元素的時候，隊頭和隊尾重合使得處理變得麻煩？

問題二但是有乙個大問題出現了！

如果前面有空閒的空間還好說，一旦頭元素前面沒有空間，我們的隊頭指標就指向到了陣列之外，也就會出現陣列越界問題，這該怎麼辦呢？

我們可以看到，雖然我們的表頭已經沒有了任何空間，但是表的後半部分還有空餘空間，這種現象我們稱作假溢位，打個比方，接近上課你緩緩走進教室，看到只有前排剩下了兩個位置，你總不會轉身就走吧，當然可以去前排坐，只有實在沒座位了，才考慮離開

我們可以做出這樣一種比較可行的方案

問題三我們剛才也提到了，當表頭指標和表尾指標相等的時候就解決了空佇列的情況，但是在表滿的情況下，你會發現，同樣也滿足表頭表尾指標相等，那麼又如何解決這個問題呢？（我們給出三種可行的解決方案）

我們重點講解 c 中的方法

我們根據這種方法可以總結出幾個條件的表示式

#ifndef _seqqueue_h_
#define _seqqueue_h_
#include "queue.h"
template class seqqueue:public queue
//清空佇列 
void clear() 
//判空
bool empty() const  
//判滿
bool full() const 
//佇列長度
int size() const 
//入隊
void enqueue(const t &x);
//出隊 
t dequeue();
//取隊首元素
t gethead() const; 
}; #endif

template seqqueue::seqqueue(int initsize)

template void seqqueue::enqueue(const t &x)

template t seqqueue::dequeue()

template t seqqueue::gethead() const

template void seqqueue::resize()

用鏈式儲存結構表示佇列我們叫做鏈佇列，用無頭結點的單鏈表表示佇列，表頭為隊頭，表尾為隊尾，需要兩個指標分別指向隊頭元素和隊尾元素，這種儲存結構的好處之一就是不會出現佇列滿的情況

#ifndef _linkqueue_h_
#define _linkqueue_h_
#include #include "queue.h"
template class linkqueue:public queue
node ():next(null){}
~node () {} 
};	node *front, *rear;
public: 
linkqueue();
~linkqueue() 
//清空佇列 
void clear();
//判空
bool empty() const  
//佇列長度
int size() const;
//入隊
void enqueue(const t &x);
//出隊 
t dequeue();
//取隊首元素
t gethead() const; 
};#endif

template void linkqueue::clear() 
//修改尾指標 
rear = null;
}

template int linkqueue::size() const  
return count;
}

template void linkqueue::enqueue(const t &x) 
}

template t linkqueue::dequeue()

template t linkqueue::gethead() const

在這裡的我們素不相識，卻都在為了自己的夢而努力 ❤

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