前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了
【数据结构】——-栈、队列和数组（二），
前端之家小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。
本篇暂且只介绍：队列(Queue)。
一、定义
队列(Queue)也是一种运算受限特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，
它的运算限制与栈不同，是两头都有限制，插入只能在表的一端进行(只进不出)，而删除只能在表的另一端进行(只出不进)，
允许删除的一端称为队尾(rear)，允许插入的一端称为队头(Front)
,队列的操作原则是先进先出的，所以队列又称作FIFO表(First In First Out)
队列是一种特殊的线性表，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。
进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
队列的基本运算也有六种：
置空队 ：InitQueue(Q)
判队空：QueueEmpty(Q)
判队满：QueueFull(Q)
入队 ：EnQueue(Q,x)
出队 ：DeQueue(Q)
取队头元素：QueueFront(Q),不同与出队，队头元素仍然保留。
| Stack<T>() |
创建一个空的栈 |
| void Push(T s) |
往栈中添加一个新的元素 |
| T Pop() |
移除并返回最近添加的元素 |
| boolean IsEmpty() |
栈是否为空 |
| int Size() |
栈中元素的个数
|
@H_404_163@
队列也有顺序存储和链式存储两种存储结构，前者称顺序队列，后者为链队。
对于顺序队列，我们要理解"假上溢"的现象。
我们现实中的队列比如人群排队买票，队伍中的人是可以一边进去从另一头出来的，除非地方不够，总不会有"溢出"的现象，相似地，当队列中元素完全充满这个向量空间时，再入队自然就会上溢，如果队列中已没有元素，那么再要出队也会下溢。
那么"假上溢"就是怎么回事呢?
因为在这里，我们的队列是存储在一个向量空间里，在这一段连续的存储空间中，由一个队列头指针和一个尾指针表示这个队列，当头指针和尾指针指向同一个位置时，队列为空，也就是说，队列是由两个指针中间的元素构成的。在队列中，入队和出队并不是象现实中，元素一个个地向前移动，走完了就没有了,而是指针在移动，当出队操作时，头指针向前(即向量空间的尾部)增加一个位置，入队时，尾指针向前增加一个位置，在某种情况下，比如说进一个出一个，两个指针就不停地向前移动，直到队列所在向量空间的尾部，这时再入队的话，尾指针就要跑到向量空间外面去了，仅管这时整个向量空间是空的，队列也是空的，却产生了"上溢"现象，这就是假上溢。
为了克服这种现象造成的空间浪费，我们引入循环向量的概念，就好比是把向量空间弯起来，形成一个头尾相接的环形，这样，当存于其中的队列头尾指针移到向量空间的上界(尾部)时，再加1的操作(入队或出队)就使指针指向向量的下界，也就是从头开始。这时的队列就称循环队列通常我们应用的大都是循环队列。由于循环的原因，光看头尾指针重叠在一起我们并不能判断队列是空的还是满的，这时就需要处理一些边界条件，以区别队列是空还是满。方法至少有三种，一种是另设一个布尔变量来判断(就是请别人看着，是空还是满由他说了算)，第二种是少用一个元素空间，当入队时，先测试入队后尾指针是不是会等于头指针，如果相等就算队已满，不许入队。第三种就是用一个计数器记录队列中的元素的总数，这样就可以随时知道队列的长度了，只要队列中的元素个数等于向量空间的长度，就是队满。
队列的顺序存储
顺序存储如图：
由于是顺序存储结构的存储空间是静态分配的，所以在添加数据的时，有可能没有剩余空间的情况。
解决这种“假溢出”情况，使用循环队列。在C语言中，不能用动态分配的一维数组来实现循环队列。若使用循环队列，必须设置最大队列长度，若无法估计最大长度，就使用链式队列。
c实现：
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- #include"stdafx.h"
- #include<stdio.h>
- #include"stdlib.h"
- #include<iostream>
- usingnamespacestd;
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- #defineTRUE1
- #defineFALSE0
- #defineOK1
- #defineERROR0
- #defineINFEASIBLE-1
- #defineOVERFLOW-2
- #defineQUEUEEMPTY-3
-
- #defineMAX_QUEUE10//队列的最大数据元素数目
-
- typedefintStatus;
- intElemType;
-
- typedefstructqueue{
- ElemTypeelem[MAX_QUEUE];
- intfront;
- intrear;
- }QUEUE;
-
-
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-
-
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- voidInitQueue(QUEUE*&Q);
- voidEnQueue(QUEUE*Q,ElemTypeelem);
- voidDeQueue(QUEUE*Q,ElemType*elem);
- intQueueEmpty(QUEUEQ);
-
-
-
-
-
-
-
- voidInitQueue(QUEUE*&Q)
- {
-
- Q=(QUEUE*)malloc(sizeof(QUEUE));
- Q->front=Q->rear=-1;
-
- }
-
-
-
- {
- if((Q->rear+1)%MAX_QUEUE==Q->front)exit(OVERFLOW);
- Q->rear=(Q->rear+1)%MAX_QUEUE;
- Q->elem[Q->rear]=elem;
- }
-
-
- if(QueueEmpty(*Q))exit(QUEUEEMPTY);
- Q->front=(Q->front+1)%MAX_QUEUE;
- *elem=Q->elem[Q->front];
- }
-
-
-
- voidGetFront(QUEUEQ,ElemType*elem)
- {
- if(QueueEmpty(Q))exit(QUEUEEMPTY);
- *elem=Q.elem[(Q.front+1)%MAX_QUEUE];
- }
-
-
- intQueueEmpty(QUEUEQ)
- {
- if(Q.front==Q.rear)returnTRUE;
- elsereturnFALSE;
- }
-
- voidmain()
- {
-
- QUEUE*Q;
- InitQueue(Q);
- EnQueue(Q,1);
- EnQueue(Q,2);
- ElemTypee;
- DeQueue(Q,&e);
- cout<<"Dequeue:"<<e;
- }
注意：InitQueue(QUEUE *&Q) 传的是指针的地址。
链式队列：
//宏定义
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASIBLE-1
#defineOVERFLOW-2
#defineQUEUEEMPTY-3
intStatus;
intElemType;
structLNode{
ElemTypeelem;
structLNode*next;
}LNode,*LinkList;
structqueue{
LinkListfront;
LinkListrear;
}QUEUE;
InitQueue(QUEUE*Q);
boolQueueEmpty(QUEUEQ);
voidInitQueue(QUEUE*Q)
{
Q->front=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
if(Q->front==NULL)exit(ERROR);
Q->rear=Q->front;
}
{
LinkLists;
s=(LinkList)malloc(if(!s)exit(ERROR);
s->elem=elem;
s->next=NULL;
Q->rear->next=s;
Q->rear=s;
}
{
LinkLists;
if(QueueEmpty(*Q))exit(ERROR);
*elem=Q->front->next->elem;
s=Q->front->next;
Q->front->next=s->next;
free(s);
}
if(QueueEmpty(Q))exit(ERROR);
*elem=Q.front->next->elem;
}
boolQueueEmpty(QUEUEQ)
{
returnTRUE;
returnFALSE;
}
voidmain()
{
QUEUEQ;
InitQueue(&Q);
EnQueue(&Q,1);
EnQueue(&Q,2);
ElemTypee;
DeQueue(&Q,&e);
cout<<"Dequeue:"<<e;
}
队列的应用
【举例
1
】银行排队
2
】模拟打印机缓冲区。
在主机将数据输出到打印机时，会出现主机速度与打印机的打印速度不匹配的问题。这时主机就要停下来等待打印机。显然，这样会降低主机的使用效率。为此人们设想了一种办法：为打印机设置一个打印数据缓冲区，当主机需要打印数据时，先将数据依次写入这个缓冲区，写满后主机转去做其他的事情，而打印机就从缓冲区中按照先进先出的原则依次读取数据并打印，这样做即保证了打印数据的正确性，又提高了主机的使用效率。由此可见，打印机缓冲区实际上就是一个队列结构。
3
】
cpu
分时系统
在一个带有多个终端的计算机系统中，同时有多个用户需要使用
运行各自的应用程序，它们分别通过各自的终端向操作系统提出使用
的请求，操作系统通常按照每个请求在时间上的先后顺序，将它们排成一个队列，每次把
分配给当前队首的请求用户，即将该用户的应用程序投入运行，当该程序运行完毕或用完规定的时间片后，操作系统再将
分配给新的队首请求用户，这样即可以满足每个用户的请求，又可以使
正常工作。
