佇列的定義及實現

 佇列的定義
  佇列是一種特殊的線性表
  佇列僅線上性表的兩端進行操作
   隊頭(Front)：取出資料元素的一端
   隊尾(Rear)：插入資料元素的一端
 佇列的性質
  先進先出(FIFO,First In First Out)

 佇列的一些常用操作
  建立佇列
  銷燬佇列
  清空佇列
  進佇列
  出佇列
  獲取隊頭元素
  獲取佇列的長度
 佇列的順序儲存實現

實現程式碼：附件中SeqQue資料夾
 佇列的鏈式儲存實現

實現程式碼：附件中ListQue資料夾

佇列的優化實現

 順序佇列
  線性表的第一個元素作為隊頭
  線性表的最後一個元素作為隊尾
 入隊的新元素是線上性表的最後,時間複雜度為O(1)

 出隊時需要將後續的所有元素向前移動，時間複雜度O(n)
問題：如何將出隊操作的時間複雜度降低到O(1)?
順序佇列的優化方案
 定義front使其始終代表隊頭的下標
  出隊時將隊頭元素返回，且front++
 定義rear使其始終代表隊尾下一個元素的下標
  入隊時將新元素插入，且rear++
 沒有必要只將下標為0的位置定義為隊頭

順序佇列的關鍵狀態
 初始狀態：length == 0, front == 0, rear == 0;
 空佇列狀態：length == 0, front == rear;
 滿佇列狀態：length == capacity, front == rear;
迴圈使用佇列中的空間
 入隊：rear = (rear + 1) % capacity;
 出隊：front = (front + 1) % capacity;
實現程式碼：附件中SeqQue_2資料夾
鏈式佇列的瓶頸
 鏈式佇列
  線性表的第一個元素作為隊頭
  線性表的最後一個元素作為隊尾
 入隊的新元素是線上性表的最後，時間複雜度為O(n)
 出隊的元素即連結串列的第一個元素，時間複雜度O(1)
問題：如何將入隊操作的時間複雜度降低到O(1)?
鏈式佇列的優化方案
 定義rear指標始終指向連結串列中的最有一個元素
  入隊時將新元素通過rear插入隊尾，且將rear指向新元素

鏈式佇列的關鍵狀態
 空佇列狀態：front == NULL, rear == NULL;
關鍵操作
 入隊：
  rear->next = node;
  rear = node;
  node->next = NULL;
 出隊：
  front = front->next;
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佇列的特別實現

棧與佇列：用棧實現佇列

實現思路
 準備兩個棧用於實現佇列：inStack和outStack
 當有新元素入隊時：將其壓入inStack中
 當需要出隊時：
  當outStack為空時：
   1. 將inStack中的元素逐一彈出並壓入outStack中
   2. 將outStack的棧頂元素彈出
  當outStack不為空時：
   – 直接將outStack的棧頂元素彈出
演算法框架

實現程式碼：附件中NewQue資料夾

附件

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