C语言数据结构之队列算法详解
作者：知心宝贝
这篇文章介绍了C语言数据结构之队列的算法，文中通过示例代码介绍的非常详细。对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值，需要的朋友可以参考下
一、前言
- 队列在程序设计中经常出现，如：操作系统中的排队问题。
- 这篇文章主要介绍了队列的基本概念、性质，顺序、链、循环三种不同的方法实现队列，顺序和循环队列在算法中比较常用
二、基本概念
- 定义：队列是允许在一端插入，另一端删除的线性表
- 队头（front）：允许删除的一端
- 队尾（rear）：允许插入的一端
- 特点：先进先出
三、顺序队列
动态图：
算法讲解：
- 图解：入队，rear++，出队，front++
- 真溢出：front==0，rear==n-1
- 假溢出：front ! = 0，rear==n-1
结构体：
#define MAXQSIZE 100;
Typedef struct{
QElemType element[MAXQSIZE]; //队列的元素空间
int front; //头指针，若队列不空，指向队头元素；
int rear; //尾指针，若队列不空，指向队尾元素的下一个位置
}SeqQueue;
四、链队列
- 定义：用链表实现的队列，为了操作方便，通常采用带头结点的链表结构，设置一个队头指针和队尾指针
- 队头指针：始终指向头结点
- 队尾指针：指向当前最后一个元素
- 空的链队列：队头指针和队尾指针均指向头结点
入队：
int EnterQueue ( LinkQueue *Q; QElemType x ) {
//1. 为待插入结点开辟存储空间
p = ( LinkQueueNode ) malloc ( sizeof ( QNode ) );
if (p==NULL ) return ( FALSE ); // 存储空间分配失败
//2. 将值 x放入新结点的数据域,令新结点的指针域为空
p->data = x; p->next = NULL;
// 3. 将新结点插入到队列 Q 的尾, 并修改队列 Q 的队尾指针
Q->rear->next = p;
Q->rear = p;
return (TRUE);
} // EnterQueue
出队：
int DeleteQueue ( LinkQueue *Q, QElemType *x ) {
// 1.如果队列为空则无法进行删除，则返回 ERROR
if ( Q->front = = Q->rear ) return (FALSE);
// 2.令 p 指向队列 Q 的头, 并将队头结点的值取出并放入 x
p = Q->front->next; x = p->data;
//3. 修改队头指针
Q->front->next = p->next;
// 4. 若队中只有一个元素，则P出队后成为空队
if ( Q->rear = = p ) Q->rear = Q->front;
free ( p ); // 释放队头元素所占空间
return (TRUE);
} // DeleteQueue
五、循环队列
概念：队列的一种顺序表示和实现方法，与顺序栈类似
动态图：
算法讲解：
- A B C D入队时，头指针front不动，rear=(rear+1)%n
- A B C D出队时，尾指针rear不动，front=(front+1)%n
入队：
int EnterQueue(SeqQueue *Q,QueueElementType x)
{
//1. 判断队列是否已经满了
if((Q->rear+1)%MAXSIZE==Q->front)
return (FALSE);
//2. 新元素x入队
Q->element[Q->rear]=x;
// 3. 重新设置队尾指针
Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;
return (TRUE);
}
出队：
int DeleteQueue(SeqQueue *Q,QueueElementType *x)
{
//1. 判断队列是否已经空了
if(Q->front==Q->rear)
return(FALSE);
//2. 删除队列的队头元素，用x返回其值
*x=Q->element[Q->front];
// 3. 重新设置队头指针
Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;
return(TRUE);
}
特点：
- 队空： rear==front
- 队满：(rear+1)%n==front
- 入队：rear=(rear+1)%n
- 出队：front=(front+1)%n
- 队中元素个数：（rear-front+n）%n
六、总结与提高
对于使用C++编程来说，上文队列的判空、判满、插入、删除等等一系列代码，不需要你完全掌握，C++的STL标准库中为你准备好了函数等你调用。
C++queue头文件：
#include<queue> //#include<bits/stdc++.h>或者万能头文件 using namespace std;
C++queue具体操作：
用queue定义q类（定义什么都可以，只要把s变成定义的字母就可以调用C++中的函数）,具体使用方法为：
| 函数 | 用法 |
|---|---|
| q.empty() | 判断队列是否为空，不为空返回1，为空返回0 |
| q.size() | 返回队列中元素个数 |
| q.pop() | 删除队列首元素 |
| q.front() | 返回队列首元素，不删除该元素 |
| q.back() | 返回队列尾元素，不删除该元素 |
| s.push() | 队尾插入新的元素 |
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。