什么是队列结构
队列结构是从数据运算来分类的,也就是说队列结构具有特殊的运算规则。而从数据的逻辑结构来看,队列结构其实就是一种线性结构。如果从数据的存储结构来进一步划分,队列结构可以分成两类。
顺序队列结构:即使用一组地址连续的内存单元依次保存队列中的数据。在程序中,可以定义一个指定大小的结构数组来作为队列。
链式队列结构:即使用链表形式保存队列中各元素的值。
在队列结构中允许对两端进行操作,但是两端的操作不同。在表的一端只能进行删除操作,称为队头;在表的另一端只能进行插入操作,称为队尾。如果队列中没有数据元素,则称之为空队列。从数据的运算角度分析,队列是按照“先进先出”的原则处理结点的。
可以将队列结构理解成是:超市排队结账的人群,排在队首的人先结账,然后不断会有人排在队尾等待结账,这就是一个先来先服务的队列的现实中的例子。
一般队列结构的基本操作只有两个:
入队列:将一个元素添加到队尾(相当于到队列最后排队等待)
出队列:将对头的元素取出,同时删除该元素,使后一个元素成为队头。
初次之外,还有初始化队列、获取队列长度的简单运算。下面,我们就是用C++建立顺序队列结构,并完成顺序队列结构的基本运算。
准备数据
准备数据就是定义在队列操作中需要用到的变量及数据结构等。
初始化队列数据
顺序队列的初始化操作步骤如下:
(1)按符号常量QUEUELEN指定的大小申请一段内存空间,用来保存队列中的数据。
(2)设置head=0和tail=0,表示一个空栈。
示例代码如下:
判断空队列
判断空队列是判断一个队列结构是否为空。如果是空队列,则表示该队列结构中国没有数据。此时可以进入如队列操作,不可以进行出队列操作。
示例代码如下:
判断满队列
判断满队列就是判断一个队列结构是否为满。如果是满队列,则表示该队列中没有多余的空间来保存额外数据。测试不可以进行入队列操作,可以进行出队列操作。
示例代码如下:
清空队列
清空队列就是清楚一个队列中的所有的数据。示例代码如下:
释放空间
释放空间是释放队列结构所占用的内存单元。由前面可知,在初始化队列结构时,使用了new关键字分配内存单元。虽然可以使用清空队列操作,但是清空队列操作并没有释放内存空间,这就需要使用delete关键字释放所占的内存单元。
示例代码如下:
</div>
程序中,调用了得delete释放new申请的内存空间。
入队列
入队列是队列结构的基本操作,主要操作是将数据元素保存到队列结构。入队列操作的具体步骤如下:
(1)首先判断队尾,如果tail等于QUEUELEN,则表示溢出,进行出错处理。否则执行以下操作。
(2)设置tail=tail+1(队列顶指针加1,指向入队列地址)
(3)就将入队列元素保存到tail指向的位置
示例代码如下:
因为tail的值从0开始,当前的值就是要插入的数组对应的元素的位置,所以写成q->tail++。
出队列
出队列是队列结构的基本操作,主要操作与入队列相反,其实从队列顶弹出一个数据元素。出队列操作的具体步骤如下:
(1)首先判断队首head,如果head等于tail,则表示为空队列,进行出错处理。否则,执行下面的步骤
(2)从队列首部取出队头元素(实际返回队头元素的指针)
(3)修改队首head的序号,使其指向后一个元素。
示例代码如下:
读结点数据也就是读取队列结构中结点的数据,这里的读操作其实就是读队列头的数据。需要助于的是,读结点数据的操作和出队列操作不同。读结点数据的操作仅是显示队列顶结点数据的内容,而出队列操作则将队列顶数据弹出,该数据不再存在。
示例代码如下: