队列

Queue
用大O符号表示的时间复杂度

佇列，又稱為伫列（queue），计算机科學中的一種抽象資料型別，是先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的线性表。在具体应用中通常用链表或者数组来实现。队列只允许在后端（称为rear）进行插入操作，在前端（称为front）进行删除操作。

队列的操作方式和堆栈类似，唯一的区别在于队列只允许新数据在后端进行添加。

单链队列编辑

单链队列使用链表作为基本数据结构，所以不存在伪溢出的问题，队列长度也没有限制。但插入和读取的时间代价较高

存储结构编辑

/* c3-2.h 单链队列－－队列的链式存储结构 */typedef struct QNode{QElemType data;struct QNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front,rear; /* 队头、队尾指针 */}LinkQueue;

基本操作编辑

/* bo3-2.c 链队列(存储结构由c3-2.h定义)的基本操作(9个) */void InitQueue(LinkQueue *Q){/* 构造一个空队列Q */(*Q).front=(*Q).rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!(*Q).front)exit(OVERFLOW);(*Q).front->next=NULL;}void DestroyQueue(LinkQueue *Q){/* 销毁队列Q(无论空否均可) */while((*Q).front){(*Q).rear=(*Q).front->next;free((*Q).front);(*Q).front=(*Q).rear;}}void ClearQueue(LinkQueue *Q){/* 将Q清为空队列 */QueuePtr p,q;(*Q).rear=(*Q).front;p=(*Q).front->next;(*Q).front->next=NULL;while(p){q=p;p=p->next;free(q);}}Status QueueEmpty(LinkQueue Q){/* 若Q为空队列，则返回TRUE，否则返回FALSE */if(Q.front->next==NULL)return TRUE;elsereturn FALSE;}int QueueLength(LinkQueue Q){/* 求队列的长度 */int i=0;QueuePtr p;p=Q.front;while(Q.rear!=p){i++;p=p->next;}return i;}Status GetHead_Q(LinkQueue Q,QElemType *e) /* 避免与bo2-6.c重名 */{/* 若队列不空，则用e返回Q的队头元素，并返回OK，否则返回ERROR */QueuePtr p;if(Q.front==Q.rear)return ERROR;p=Q.front->next;*e=p->data;return OK;}void EnQueue(LinkQueue *Q,QElemType e){/* 插入元素e为Q的新的队尾元素 */QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p) /* 存储分配失败 */exit(OVERFLOW);p->data=e;p->next=NULL;(*Q).rear->next=p;(*Q).rear=p;}Status DeQueue(LinkQueue *Q,QElemType *e){/* 若队列不空，删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回OK，否则返回ERROR */QueuePtr p;if((*Q).front==(*Q).rear)return ERROR;p=(*Q).front->next;*e=p->data;(*Q).front->next=p->next;if((*Q).rear==p)(*Q).rear=(*Q).front;free(p);return OK;}void QueueTraverse(LinkQueue Q,void(*vi)(QElemType)){/* 从队头到队尾依次对队列Q中每个元素调用函数vi() */QueuePtr p;p=Q.front->next;while(p){vi(p->data);p=p->next;}printf("\n");}

^[1]

循环队列编辑

循环队列可以更简单防止伪溢出的发生，但队列大小是固定的。

// 队列的顺序存储结构(循环队列)#define MAX_QSIZE 5 // 最大队列长度+1typedef struct {    int *base; // 初始化的动态分配存储空间    int front; // 头指针，若队列不空，指向队列头元素    int rear; // 尾指针，若队列不空，指向队列尾元素的下一个位置} SqQueue;// 构造一个空队列QSqQueue* Q_Init() {    SqQueue *Q = (SqQueue*)malloc(sizeof(SqQueue));    // 存储分配失败    if (!Q){        exit(OVERFLOW);    }    Q->base = (int *)malloc(MAX_QSIZE * sizeof(int));    // 存储分配失败    if (!Q->base){        exit(OVERFLOW);    }    Q->front = Q->rear = 0;    return Q;}// 销毁队列Q，Q不再存在void Q_Destroy(SqQueue *Q) {    if (Q->base)        free(Q->base);    Q->base = NULL;    Q->front = Q->rear = 0;    free(Q);}// 将Q清为空队列void Q_Clear(SqQueue *Q) {    Q->front = Q->rear = 0;}// 若队列Q为空队列，则返回1；否则返回-1int Q_Empty(SqQueue Q) {    if (Q.front == Q.rear) // 队列空的标志        return 1;    else        return -1;}// 返回Q的元素个数，即队列的长度int Q_Length(SqQueue Q) {    return (Q.rear - Q.front + MAX_QSIZE) % MAX_QSIZE;}// 若队列不空，则用e返回Q的队头元素，并返回OK；否则返回ERRORint Q_GetHead(SqQueue Q, int &e) {    if (Q.front == Q.rear) // 队列空        return -1;    e = Q.base[Q.front];    return 1;}// 打印队列中的内容void Q_Print(SqQueue Q) {    int p = Q.front;    while (Q.rear != p) {        cout << Q.base[p] << endl;        p = (p + 1) % MAX_QSIZE;    }}// 插入元素e为Q的新的队尾元素int Q_Put(SqQueue *Q, int e) {    if ((Q->rear + 1) % MAX_QSIZE == Q->front) // 队列满        return -1;    Q->base[Q->rear] = e;    Q->rear = (Q->rear + 1) % MAX_QSIZE;    return 1;}// 若队列不空，则删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回1；否则返回-1int Q_Poll(SqQueue *Q, int &e) {    if (Q->front == Q->rear) // 队列空        return -1;    e = Q->base[Q->front];    Q->front = (Q->front + 1) % MAX_QSIZE;    return 1;}

陣列佇列编辑

#define MAX_QSIZE 10 // 最大队列长度+1// 阵列队列的存储结构struct Queue {    int Array[MAX_QSIZE]; // 阵列空间大小    int front; // 队头    int rear; // 队尾    int length; // 队列长度};// 构造一个空队列QQueue* Q_Init() {    Queue *Q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));    if (!Q){        // 存储分配失败        exit(OVERFLOW);    }    //初始化    Q->front = Q->rear = Q->length = 0;    return Q;}// 将Q清为空队列void Q_Clear(Queue *Q) {    //清除头尾下标和长度    Q->front = Q->rear = Q->length = 0;}// 入列int Q_Put(Queue *Q, int x) {    //如果当前元素数量等于最大数量 返回 -1    if (Q->rear + 1 == MAX_QSIZE) {        return -1;    }    Q->Array[Q->rear] = x;    Q->rear = Q->rear + 1;    //length + 1    Q->length = Q->length + 1;    return 1;}// 出列int Q_Poll(Queue *Q) {    //如果当前元素数量等于最大数量 返回 -1    if (Q->front + 1 == MAX_QSIZE)        return -1;    int x = Q->Array[Q->front];    Q->front = Q->front + 1;    // 移出后減少1    Q->length = Q->length - 1;    return x;}

参考文献编辑

^ 高一凡. 《数据结构》算法实现及解析 2004年10月第2版. 西安: 西安电子科技大学出版社. ISBN 9787560611761 （中文）.

参见编辑

[1] 高一凡. 《数据结构》算法实现及解析 2004年10月第2版. 西安: 西安电子科技大学出版社. ISBN 9787560611761 （中文）.

[1]

Baike

队列

抽象数据类型

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