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循环队列的顺序存储和入队出队操作

时间:2016-04-17 17:33:34      阅读:1150      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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今天看图的广度优先遍历的时候,发现用到了循环队列,补一下循环队列的知识,参考《大话数据结构》的P116~117,自己写了一个简单的测试例子便于理解。

首先需要理解以下三条公式。

front是队头元素的下标,rear是队尾元素后一位的下标。(书上用头指针和尾指针,front和rear并不是指针,个人觉得不太好)

1、队列空的条件

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显然front==rear

注意:如果队列不保留任何元素空间

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满足front==rear的情况下,可能是队列空,也可能是队列满。所以为了方便,本文讨论的是采用保留一个元素空间的方法。(也可以采用设置标志变量的方法)

2、队列满的条件

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队列满只有这两种情况,所以队列满的条件是:

(rear+1)%QueueSize==front

3、队列长度计算公式

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同时考虑这两种情况,队列计算公式是:

rear-front+MAXSIZE)%MAXSIZE

MAXSIZE是队列长度(包括那个保留的元素空间)

 

下面举个简单的例子,实现循环队列的创建,入队和出队操作。

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代码和解释如下(Qt Creator测试通过):

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 using namespace std;
 4 
 5 #define MAXSIZE 5
 6 
 7 //循环队列的顺序存储结构
 8 typedef struct
 9 {
10     char data[MAXSIZE];//队列,用数组形式表示,这里假设最多只有4个元素
11     //保留一个元素空间,否则front==rear,是空队列还是满队列不容易判断
12     int front;//头序号,第一个元素的下标
13     int rear;//尾序号,最后一个元素的下标
14 }SqQueue;
15 
16 //循环队列的初始化,返回指向循环队列的地址
17 SqQueue *InitQueue(SqQueue *Q)
18 {
19     Q=new SqQueue;
20     Q->front=0;
21     Q->rear=0;//初始化为空队列(front==rear为空队列)
22     return Q;
23 }
24 
25 //求循环队列的长度,返回循环队列的当前长度
26 int QueueLength(SqQueue *Q)
27 {
28     return (Q->rear-Q->front+MAXSIZE)%MAXSIZE;
29 }
30 
31 //循环队列的入队列操作
32 void EnQueue(SqQueue *Q,char e)
33 {
34     if((Q->rear+1)%MAXSIZE==Q->front)//判断循环队列是否满
35     {
36         cout<<"error"<<" ";
37         return;
38     }
39     Q->data[Q->rear]=e;//将元素e插入队尾
40     Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;//尾序号rear加1,若到最后转向头部
41     cout<<"ok"<<" ";
42     return;
43 }
44 
45 //循环队列的出队列操作
46 char DeQueue(SqQueue *Q)
47 {
48     char e;
49     if(Q->front==Q->rear)//如果队列是否空
50     {
51         cout<<"error"<<" ";
52         return 0;//返回0表示队列空,没有出队元素
53     }
54     e=Q->data[Q->front];
55     Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;//头序号front加1,若到最后转向头部
56     cout<<"ok"<<" "<<e<<endl;
57     return e;
58 }
59 
60 int main(void)
61 {
62     SqQueue *s=NULL;
63 
64     //初始化一个空队列s
65     s=InitQueue(s);
66 
67     //插入元素,并返回当前队列长度
68     EnQueue(s,A);//插入A
69     cout<<s->data[0]<<" ";//提示队尾是否插入A(因为初始化时rear=0,所以从下标为0的地方开始插入)
70     cout<<QueueLength(s)<<endl;//输出当前长度1
71 
72     EnQueue(s,B);//插入B
73     cout<<s->data[1]<<" ";//提示队尾是否插入B
74     cout<<QueueLength(s)<<endl;//输出当前长度2
75 
76     EnQueue(s,C);//插入C
77     cout<<s->data[2]<<" ";//提示队尾是否插入C成功
78     cout<<QueueLength(s)<<endl;//输出当前长度3
79 
80     EnQueue(s,D);//插入D
81     cout<<s->data[3]<<" ";//提示队尾是否插入D成功
82     cout<<QueueLength(s)<<endl;//输出当前长度4
83 
84     EnQueue(s,E);//插入E,输出error,说明插入失败
85     cout<<QueueLength(s)<<endl;//输出当前长度4,说明已经满了不能再插入
86 
87     //出队
88     DeQueue(s);//输出A
89     DeQueue(s);//输出B
90 
91     //再插入元素,理解队列的循环
92     EnQueue(s,E);//插入E
93     cout<<s->data[4]<<" "<<s->rear<<endl;//提示队尾是否插入E成功,这时候rear挪到下标0的地方了
94     EnQueue(s,F);//插入F
95     cout<<s->data[0]<<" "<<s->rear<<endl;//提示队尾是否插入F成功,这时候rear挪到下标1的地方了
96     EnQueue(s,G);//插入G,输出error,说明插入失败
97     cout<<QueueLength(s)<<endl;//输出当前长度4,说明已经满了不能再插入
98 }

运行结果:

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循环队列的顺序存储和入队出队操作

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原文地址:http://www.cnblogs.com/hslzju/p/5401233.html

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