迴圈佇列 C語言資料結構
生活中有很多佇列的影子,比如打飯排隊,買火車票排隊問題等,可以說與時間相關的問題,一般都會涉及到佇列問題;從生活中,可以抽象出佇列的概念,佇列就是一個能夠實現“先進先出”的儲存結構。佇列分為鏈式佇列和靜態佇列;靜態佇列一般用陣列來實現,但此時的佇列必須是迴圈佇列,否則會造成巨大的記憶體浪費;鏈式佇列是用連結串列來實現佇列的。這裡講的是迴圈佇列,首先我們必須明白下面幾個問題
一、迴圈佇列的基礎知識
1.迴圈佇列需要幾個引數來確定
迴圈佇列需要2個引數,front和rear
2.迴圈佇列各個引數的含義
(1)佇列初始化時,front和rear值都為零;
(2)當佇列不為空時,front指向佇列的第一個元素,rear指向佇列最後一個元素的下一個位置;
(3)當佇列為空時,front與rear的值相等,但不一定為零;
3.迴圈佇列入隊的偽演算法
(1)把值存在rear所在的位置;
(2)rear=(rear+1)%maxsize ,其中maxsize代表陣列的長度;
程式程式碼:
- bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)
- {
- if(FullQueue(Q))
- returnfalse;
- else
- {
- Q->pBase[Q->rear]=val;
-
Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
- returntrue;
- }
- }
4.迴圈隊列出隊的偽演算法
(1)先儲存出隊的值;
(2)front=(front+1)%maxsize ,其中maxsize代表陣列的長度;
程式程式碼:
- bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)
- {
- if(EmptyQueue(Q))
- {
- returnfalse;
- }
- else
- {
- *val=Q->pBase[Q->front];
-
Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
- returntrue;
- }
- }
5.如何判斷迴圈佇列是否為空
if(front==rear)
佇列空;
else
佇列不空;
- bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
- {
- if(Q->front==Q->rear) //判斷是否為空
- returntrue;
- else
- returnfalse;
- }
6.如何判斷迴圈佇列是否為滿
這個問題比較複雜,假設陣列的存數空間為7,此時已經存放1,a,5,7,22,90六個元素了,如果在往陣列中新增一個元素,則rear=front;此時,佇列滿與佇列空的判斷條件front=rear相同,這樣的話我們就不能判斷佇列到底是空還是滿了;
解決這個問題有兩個辦法:一是增加一個引數,用來記錄陣列中當前元素的個數;第二個辦法是,少用一個儲存空間,也就是陣列的最後一個存數空間不用,當(rear+1)%maxsiz=front時,佇列滿;
- bool FullQueue(PQUEUE Q)
- {
- if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize) //判斷迴圈連結串列是否滿,留一個預留空間不用
- returntrue;
- else
- returnfalse;
- }
queue.h檔案程式碼:
- #ifndef __QUEUE_H_
- #define __QUEUE_H_
- typedefstruct queue
- {
- int *pBase;
- int front; //指向佇列第一個元素
- int rear; //指向佇列最後一個元素的下一個元素
- int maxsize; //迴圈佇列的最大儲存空間
- }QUEUE,*PQUEUE;
- void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize);
- void TraverseQueue(PQUEUE Q);
- bool FullQueue(PQUEUE Q);
- bool EmptyQueue(PQUEUE Q);
- bool Enqueue(PQUEUE Q, int val);
- bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val);
- #endif
queue.c檔案程式碼:
- #include<stdio.h>
- #include<stdlib.h>
- #include"malloc.h"
- #include"queue.h"
- /***********************************************
- Function: Create a empty stack;
- ************************************************/
- void CreateQueue(PQUEUE Q,int maxsize)
- {
- Q->pBase=(int *)malloc(sizeof(int)*maxsize);
- if(NULL==Q->pBase)
- {
- printf("Memory allocation failure");
- exit(-1); //退出程式
- }
- Q->front=0; //初始化引數
- Q->rear=0;
- Q->maxsize=maxsize;
- }
- /***********************************************
- Function: Print the stack element;
- ************************************************/
- void TraverseQueue(PQUEUE Q)
- {
- int i=Q->front;
- printf("隊中的元素是:\n");
- while(i%Q->maxsize!=Q->rear)
- {
- printf("%d ",Q->pBase[i]);
- i++;
- }
- printf("\n");
- }
- bool FullQueue(PQUEUE Q)
- {
- if(Q->front==(Q->rear+1)%Q->maxsize) //判斷迴圈連結串列是否滿,留一個預留空間不用
- returntrue;
- else
- returnfalse;
- }
- bool EmptyQueue(PQUEUE Q)
- {
- if(Q->front==Q->rear) //判斷是否為空
- returntrue;
- else
- returnfalse;
- }
- bool Enqueue(PQUEUE Q, int val)
- {
- if(FullQueue(Q))
- returnfalse;
- else
- {
- Q->pBase[Q->rear]=val;
- Q->rear=(Q->rear+1)%Q->maxsize;
- returntrue;
- }
- }
- bool Dequeue(PQUEUE Q, int *val)
- {
- if(EmptyQueue(Q))
- {
- returnfalse;
- }
- else
- {
- *val=Q->pBase[Q->front];
- Q->front=(Q->front+1)%Q->maxsize;
- returntrue;
- }
- }