C利用語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之隊列
前言：
隊列在生活中也比較常見，例如購物排隊——新來的成員總是加入隊尾,每次離開的成員總是隊列頭上的。
隊列按存儲方式可以分為兩種：順序隊列和鏈隊列。
一、鏈隊列
鏈?zhǔn)疥犃兄忻總€元素定義成一個結(jié)點，含數(shù)據(jù)域與指針域（指向下一結(jié)點），并設(shè)頭尾指針。用圖表示就是。
二、鏈隊的表示
前面的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，總是使用一個結(jié)點的結(jié)構(gòu)來表示鏈表，但是在這里使用新的存儲結(jié)構(gòu)。定義一個結(jié)點結(jié)構(gòu)，和一個隊列結(jié)構(gòu)。兩個結(jié)構(gòu)嵌套。
//定義節(jié)點結(jié)構(gòu)
typedef struct QNode
{
QElemType data; /*數(shù)據(jù)域*/
struct QNode * next; /*指針域*/
}QNode, *QueuePtr;
//定義隊列結(jié)構(gòu)
typedef struct
{
QueuePtr front;
QueuePtr rear;
}LinkQueue;
三、鏈隊的基本操作
1. 鏈隊的初始化
Status initQueue(LinkQueue *Q)
{
Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!Q.front) exit(OVERFLOW);
Q.front->next = NULL;
return OK;
}
2. 鏈隊的銷毀
Status destroyQueue(LinkQueue *Q)
{
while (Q.front)
{
Q.rear = Q.front->next;
free(Q.front);
Q.front = Q.rear;
}
return OK;
}
3. 入隊
Status enQueue(LinkQueue *Q, QElemType e)
{
QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!p) exit(OVERFLOW);
//插入數(shù)據(jù)
p->data = e;
p->next = NULL;
//Q.rear一直指向隊尾
Q.rear->next = p;
Q.rear = p;
return OK;
}
4. 出隊
Status deQueue(LinkQueue *Q, QElemType e)
{
if(Q.front == Q.rear) return ERROR;
QueuePtr p = Q.front->next;
e = p->data;
Q.front->next = p->next; //隊頭元素p出隊
if(Q.rear == p) //如果隊中只有一個元素p, 則p出隊后成為空隊
Q.rear = Q.front; //給隊尾指針賦值
free(p); //釋放存儲空間
return OK;
}
四、順序隊列
用一組連續(xù)的存儲單元依次存放隊列的元素，并設(shè)兩個指針front、rear分別指示隊頭和隊尾元素的位置。
front：指向?qū)嶋H的隊頭；rear：指向?qū)嶋H隊尾的下一位置。
初態(tài)：front＝rear＝0；隊空：front＝rear;隊滿：rear＝M;
入隊：q[rear]=x; rear＝ rear+1; 出隊：x=q[front];front=front+1;
順序隊列的表示：
#define MAXQSIZE 100
typedef struct
{
QElemType *base;
int front; //頭指針指示器
int rear; //尾指針指示器
} SqQueue;
存在的問題：
隨著入隊、出隊操作的進行，整個隊列會整體向后移動，這樣就出現(xiàn)了下圖的現(xiàn)象：隊尾指針雖然已經(jīng)移到了最后，而隊列卻未真滿的“假溢出”現(xiàn)象，使得隊列的空間沒有得到有效的利用
那我們該如何解決假溢出的問題呢？
有以下兩種方法：
- 將隊中元素向隊頭移動：當(dāng)移動數(shù)據(jù)較多時將會影響隊列的操作速度。
- 采用循環(huán)隊列：Q[0]接在Q[MAXQSIZE-1]之后，一個更有效的方法是將隊列的數(shù)據(jù)區(qū)Q[0 .. MAXQSIZE-1]看成是首尾相連的環(huán)，即將表示隊首的元素Q[0]與表示隊尾的元素Q[MAXQSIZE–1]連接起來，形成一個環(huán)形表，這就成了循環(huán)隊列。當(dāng)Q.rear=MAXQSIZE-1時再入隊，令Q.rear=0, 則可以利用已被刪除的元素空間。如下圖。
五、循環(huán)隊列
在循環(huán)隊列中，不可以根據(jù)等式front == rear可以判別隊滿和隊空。因為此時條件是相同的，解決這種問題的方法一般有兩種。
少用（損失）一個空間,以尾指針加1等于頭指針作為隊滿的標(biāo)志。因此：當(dāng)front==rear，表示循環(huán)隊列為空；當(dāng)front ==（rear+1）% MAXLEN，表示循環(huán)隊列為滿。
在定義結(jié)構(gòu)體時，附設(shè)一個存儲循環(huán)隊列中元素個數(shù)的變量n，當(dāng)n==0時表示隊空；當(dāng)n==MAXLEN時為隊滿。
循環(huán)隊列的基本操作：
1. 初始化
Status initQueue (SqQueue *Q)
{
Q.base=(QElemType *) malloc(MAXQSIZE * sizeof(QElemType));
if (!Q.base) exit(OVERFLOW);
Q.front = Q.rear = 0;
return OK;
}
2. 求隊列長度
int queueLength(SqQueue *Q)
{
return (Q.rear - Q.front+MAXQSIZE) % MAXQSIZE;
}
3. 入隊
Status enQueue (SqQueue *Q, QElemType e)
{
if((Q.rear+1)%MAXQSIZE == Q.front) return ERROR;
Q.base[Q.rear] = e;
Q.rear = (Q.rear+1) % MAXQSIZE;
return OK;
}
4. 出隊
Status deQueue (SqQueue *Q, QElemType e)
{
if(Q.front == Q.rear)
return ERROR;
e = Q.base[Q.front];
Q.front = (Q.front+1)%MAXQSIZE;
return OK;
}
到此這篇關(guān)于C利用語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之隊列的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 隊列內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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