码迷，mamicode.com
首页 > 编程语言 > 详细

优化后队列的实现(C语言实现)

时间：2014-06-22 20:11:58      阅读：151      评论：0      收藏：0      [点我收藏+]

标签：优化有的队列   l队列的实现   队列   

    上一篇中的队列的定义与实现(C语言实现) 中，无论是顺序队列还是链式队列，在尾加和删除头部的操作时，总有一个时间复杂度让人不满意。比如在顺序队列中，删除头部的操作后，总要将后面所有的结点都向前移动一位，这里消耗的较大的；又如在在链式队列中，尾加结点时，为了寻找到最后一位结点，要遍历整个队列，时间复杂度同样是O(n)。

为此，这里需要做出一些改变。其中严蔚敏老师的数据结构书中就是这么干的。


循序队列的优化方案：

定义front使其始终代表队头的下标
 出队时将队头元素返回，且 且front++
定义rear使其始终代表队尾下一个元素的下标
 入队时将新元素插入， 且rear++


头文件：

#ifndef _SEQQUEUE_H_
#define _SEQQUEUE_H_

typedef void SeqQueue;

SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity);

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue);

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item);

void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue);

void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue);

#endif

源文件：

// 优化的顺序队列.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"

#include "SeqQueue.h"
#include <stdlib.h>


typedef unsigned int TSeqQueueNode;

typedef struct _tag_SeqQueue
{
    int capacity;
    int length;
    int front;
    int rear;
    TSeqQueueNode* node;
} TSeqQueue;


SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity) 
{
	TSeqQueue* ret = NULL;
	if (capacity > 0)
	{
		ret = (TSeqQueue*)malloc(sizeof(TSeqQueue) + sizeof(TSeqQueueNode) * capacity);
	}
	if (NULL != ret)
	{
		ret->capacity = capacity;
		ret->front = 0; //代表队头的下标
		ret->length = 0; //长度
		ret->node =  (TSeqQueueNode*)(ret + 1); //指向的结点
		ret->rear = 0;  //队尾下一个结点的下标
	}
	return ret;
}

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue) 
{
	free(queue);   
}

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue) 
{
	TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
	if (NULL != sQueue)
	{
		sQueue->front = 0; //代表队头的下标
		sQueue->length = 0; //长度		
		sQueue->rear = 0;  //队尾下一个结点的下标
	}
}
//在尾部插入
int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item) 
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
	int ret = 0;
	if ((NULL != sQueue) && (NULL != item) && (sQueue->length+1  <= sQueue->capacity))
	{
		ret = 1;
		sQueue->node[sQueue->rear] = (TSeqQueueNode)item;
		sQueue->rear =  (sQueue->rear + 1) % sQueue->capacity;
		sQueue->length++ ;
	}
	return ret;
}

//删除头部
void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue) 
{
     TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    void* ret = SeqQueue_Header(queue);
    
    if( ret != NULL )
    {
        sQueue->front = (sQueue->front + 1) % sQueue->capacity;
        
        sQueue->length--;
    }
    
    return ret;
}

//获得头部
void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue)  
{
   TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    void* ret = NULL;
   if ((NULL != sQueue) && (sQueue->length > 0))
   {
	    ret = (void*)(sQueue->node[sQueue->front]);
   }
    return ret;
}

int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue) 
{
    TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    int ret = -1;
    
    if( sQueue != NULL )
    {
        ret = sQueue->length;
    }
    
    return ret;
}

int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue) 
{
     TSeqQueue* sQueue = (TSeqQueue*)queue;
    int ret = -1;
    
    if( sQueue != NULL )
    {
        ret = sQueue->capacity;
    }
    
    return ret;
}



int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	 SeqQueue* queue = SeqQueue_Create(20);
    int a[10] = {0};
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        SeqQueue_Append(queue, a + i);
    }
    
    printf("Header: %d\n", *(int*)SeqQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", SeqQueue_Length(queue));
    printf("Capacity: %d\n", SeqQueue_Capacity(queue));
    
    while( SeqQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d\n", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    SeqQueue_Destroy(queue);

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：


Header: 1
Length: 10
Capacity: 20
Retrieve: 1
Retrieve: 2
Retrieve: 3
Retrieve: 4
Retrieve: 5
Retrieve: 6
Retrieve: 7
Retrieve: 8
Retrieve: 9
Retrieve: 10
请按任意键继续. . .

=========================================================================

链式队列的优化：

定义front指针始终指向链表中的第一个结点

定义rear指针始终指向链表中的最后一个结点
 入队时将新元素通过rear插入队尾， 且将rear指向新元素


头文件：

#ifndef _LINKQUEUE_H_
#define _LINKQUEUE_H_

typedef void LinkQueue;

LinkQueue* LinkQueue_Create();

void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue);

void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue);

int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item);

void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue);

void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue);

int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue);

#endif

源文件：

// 优化的链式队列.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
#include "LinkQueue.h"



typedef struct _tag_LinkQueueNode TLinkQueueNode;
struct _tag_LinkQueueNode
{
    TLinkQueueNode* next;
    void* item;
};

typedef struct _tag_LinkQueue
{
    TLinkQueueNode* front;
    TLinkQueueNode* rear;
    int length;
} TLinkQueue;


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

	LinkQueue* queue = LinkQueue_Create();
    int a[10] = {0};
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        LinkQueue_Append(queue, a + i);
    }
    
    printf("Header: %d\n", *(int*)LinkQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", LinkQueue_Length(queue));
    
    while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d\n", *(int*)LinkQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    LinkQueue_Destroy(queue);
    

	system("pause");
	return 0;
}

LinkQueue* LinkQueue_Create()
{
	TLinkQueue* ret = (TLinkQueue*)malloc(sizeof(TLinkQueue));
	if (NULL != ret)
	{
		ret->front = NULL;
		ret->length = 0;
		ret->rear = NULL;
	}
	return ret;
}
void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue) // O(n)
{
    LinkQueue_Clear(queue);
    free(queue);
}

void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue) // O(n)
{
    while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        LinkQueue_Retrieve(queue);
    }
}

int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item)
{
	TLinkQueue * sQueue= (TLinkQueue*)queue;
	TLinkQueueNode * node = (TLinkQueueNode*)malloc(sizeof(TLinkQueueNode));
	int ret  = 0;
	if ((NULL != queue) && (NULL != item) && (NULL != node))
	{
		ret = 1;
		node->item = item;
		if (sQueue->length > 0)
		{
			sQueue->rear->next = node;
			sQueue->rear = node;
			node->next = NULL;
		}
		else
		{
			sQueue->front = node;
			sQueue->rear = node;
			node->next = NULL;
		}
		sQueue->length++;
	}
	 if( !ret )
    {
        free(node);
    }
    
    return ret;
}

void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue)
{
	 TLinkQueue* sQueue = (TLinkQueue*)queue;
    TLinkQueueNode* node = NULL;
    void* ret = NULL;
    
    if( (sQueue != NULL) && (sQueue->length > 0) )
    {
        node = sQueue->front;
        
        sQueue->front = node->next;
        
        ret = node->item;
        
        free(node);
        
        sQueue->length--;
        
        if( sQueue->length == 0 )
        {
            sQueue->front = NULL;
            sQueue->rear = NULL;
        }
    }
    
    return ret;

}
void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue) // O(1)
{
    TLinkQueue* sQueue = (TLinkQueue*)queue;
    void* ret = NULL;
    
    if( (sQueue != NULL) && (sQueue->length > 0) )
    {
        ret = sQueue->front->item;
    }
    
    return ret;
}

int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue) // O(1)
{
    TLinkQueue* sQueue = (TLinkQueue*)queue;
    int ret = -1;
    
    if( sQueue != NULL )
    {
        ret = sQueue->length;
    }
    
    return ret;
}

运行结果：

Header: 1
Length: 10
Retrieve: 1
Retrieve: 2
Retrieve: 3
Retrieve: 4
Retrieve: 5
Retrieve: 6
Retrieve: 7
Retrieve: 8
Retrieve: 9
Retrieve: 10
请按任意键继续. . .




如有错误，望不吝指出。






优化后队列的实现(C语言实现),布布扣,bubuko.com

优化后队列的实现(C语言实现)

标签：优化有的队列   l队列的实现   队列   

原文地址：http://blog.csdn.net/u010590318/article/details/32155325
踩
(0)
赞
(0)
   
举报
评论 一句话评论（0）
登录后才能评论！
分享档案
更多>
2021年07月29日 (22)
2021年07月28日 (40)
2021年07月27日 (32)
2021年07月26日 (79)
2021年07月23日 (29)
2021年07月22日 (30)
2021年07月21日 (42)
2021年07月20日 (16)
2021年07月19日 (90)
2021年07月16日 (35)
周排行
mamicode.com排行更多图片
更多
友情链接
兰亭集智   国之画   百度统计   站长统计   阿里云   chrome插件   新版天听网
关于我们 - 联系我们 - 留言反馈
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码！