資料結構與演算法4 佇列

佇列

佇列的定義

佇列的基本操作

1．初始化佇列 initqueue(&q) 將佇列q設定成乙個空佇列。

2．入佇列 enqueue(&q,x) 將元素x插入到隊尾中，也稱「進隊」 ，「插入」。

3．出佇列 outqueue(&q,&e) 將佇列q的隊頭元素刪除，並用e返回其值，也稱「退隊」、「刪除」。

4．取隊頭元素 gethead(q,&e) 得到佇列q的隊頭元素之值，並用e返回其值。 5．判隊空 queueempty(q) 判斷佇列q是否為空，若為空返回1，否則返回0。

佇列的順序實現

在非空佇列裡，頭指標始終指向隊頭元素，而尾指標始終指向隊尾元素的下一位置。

#define maxsize  100typedef 

intdatatype;
typedef 
struct
queue;

（1）表示空佇列， rear==front==0。 （4）a出隊後，rear==front==3。再插入元素時，會出現假溢位的情況。

克服假溢位的方法：

（1）將佇列中的所有元素均向最前端的位置移動；

（2）採用迴圈佇列。

迴圈佇列

迴圈佇列的物理儲存未發生任何改變，其只是充分利用陣列空間，想象將陣列的首尾連線起來，形成乙個迴圈佇列。

（a）表示空佇列， rear==front==0。

（b）元素a入隊後， rear==1， front==0。

（c）b，c依次入隊後， rear==3， front==0。

（d）a,b,c出隊後, front==3 ,rear==3。佇列又為空

所以，迴圈隊列為空的判定條件為：front==rear;

基本實現

#include"

stdio.h
"#include
"stdlib.h
"#define maxsize 100typedef 
intdatatype;
typedef 
struct
queue;
//初始化佇列
void initqueue(queue *q)
//入隊
int inqueue(queue *q,datatype x)
//判斷空佇列
int emptyqueue(queue *q)
//出隊
int outqueue(queue *q,datatype *x)
//取隊頭元素
int gethead(queue *pq,datatype *px)
*px=pq->data[(pq->front+1)%maxsize];
return1;
}

（2）佇列判滿條件：(rear+1)%maxsize==front;

（3）入隊操作：

第①步，先判斷佇列是否已滿；

第②步，rear=(rear+1)%maxsize；

第③步：尾指標位置賦值相應元素；

（4）出隊操作：

第①步，先判斷佇列是否已空；

第②步，front=(front+1)%maxsize；

（5）計算迴圈佇列中元素的個數： 分兩種情況討論，如圖所示：

所以：(rear-front+maxsize)%maxsize。

佇列的鏈式表示和實現

佇列的鏈式儲存結構簡稱為鏈隊。它實際上是乙個同時帶有首指標和尾指標的單鏈表。頭指標指向表頭結點，而尾指標則指向隊尾元素。

鏈隊結構示意圖：

鏈隊的資料型別定義如下：

typedef int

datatype;
typedef 
struct
qnodeqtype;
typedef 
struct
qptrlinkqueue;
linkqueue lq;

c語言實現：

#include"

stdio.h
"#include
"malloc.h
"typedef 
int datatype; //
定義佇列型別
//定義隊結點
typedef struct
node
qnode; 
//鏈隊結點型別
typedef 
struct
linkqueue; //
初始化隊
int initqueue(linkqueue *q)
//判斷隊空
int emptyqueue(linkqueue *q)
//進隊
void inqueue(linkqueue *q,datatype x)
//出隊
int outqueue(linkqueue *q,datatype *e)

佇列的應用：

線性表、棧與隊的異同點

相同點：

邏輯結構相同，都是線性的；都可以用順序儲存或鍊錶儲存；棧和佇列是兩種特殊的線性表，即受限的線性表（只是對插入、刪除運算加以限制）。

不同點：

①運算規則不同，線性表為隨機訪問，而棧是只允許在一端進行插入和刪除運算，因而是後進先出表lifo；佇列是只允許在一端進行插入、另一端進行刪除運算，因而是先進先出表fifo。

②用途不同，線性表比較通用；堆疊用於函式呼叫、遞迴和簡化設計等；佇列用於離散事件模擬、多道作業處理和簡化設計等。

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