循环队列

王朝百科·作者佚名  2009-11-27
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为充分利用向量空间,克服"假溢出"现象的方法是:将向量空间想象为一个首尾相接的圆环,并称这种向量为循环向量。存储在其中的队列称为循环队列(Circular Queue)。

(1) 循环队列的基本操作

插入新元素;

PASCAL语言:

procedure Add2(var q:equeue;x:qtype;var r:integer);

begin

r=t mod m+1;

if t=f then writeln('full')

else begin

r=t;q[r]=x;

end;

end;

过程DEL2(Q,Y,F)从循环队列q中取出队首元素

procedure del2(var q:equeue; var y:qtype; var f:integer);

begin

if f=r then writeln('empty')

else begin

f=f mod m+1;y=q[f];

end;

end;

(2) 循环队列边界条件处理

循环队列中,由于入队时尾指针向前追赶头指针;出队时头指针向前追赶尾指针,造成队空和队满时头尾指针均相等。因此,无法通过条件front==rear来判别队列是"空"还是"满"。 【参见动画演示】

解决这个问题的方法至少有三种:

① 另设一布尔变量以区别队列的空和满;

② 少用一个元素的空间。约定入队前,测试尾指针在循环意义下加1后是否等于头指针,若相等则认为队满(注意:rear所指的单元始终为空);

③使用一个计数器记录队列中元素的总数(即队列长度)。

(3) 循环队列的类型定义

#define Queur Size 100 //应根据具体情况定义该值

typedef char Queue DataType; //DataType的类型依赖于具体的应用

typedef Sturet{

int front; //头指针,队非空时指向队头元素

int rear; //尾指针,队非空时指向队尾元素的下一位置

int count//计数器,记录队中元素总数

DataType data[QueueSize]

}CirQueue;

(4) 循环队列的基本运算

用第三种方法,循环队列的六种基本运算:

① 置队空

void InitQueue(CirQueue *Q)

{

Q->front=Q->rear=0;

Q->count=0; //计数器置0

}

② 判队空

int QueueEmpty(CirQueue *Q)

{

return Q->count==0; //队列无元素为空

}

③ 判队满

int QueueFull(CirQueue *Q)

{

return Q->count==QueueSize; //队中元素个数等于QueueSize时队满

}

④ 入队

void EnQueue(CirQueuq *Q,DataType x)

{

if(QueueFull((Q))

Error("Queue overflow"); //队满上溢

Q->count ++; //队列元素个数加1

Q->data[Q->rear]=x; //新元素插入队尾

Q->rear=(Q->rear+1)%QueueSize; //循环意义下将尾指针加1

⑤ 出队

DataType DeQueue(CirQueue *Q)

{

DataType temp;

if(QueueEmpty((Q))

Error("Queue underflow"); //队空下溢

temp=Q->data[Q->front];

Q->count--; //队列元素个数减1

Q->front=(Q->front+1)&QueueSize; //循环意义下的头指针加1

return temp;

}

⑥取队头元素

DataType QueueFront(CirQueue *Q)

{

if(QueueEmpty(Q))

Error("Queue if empty.");

return Q->data[Q->front];

}

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队列的操作特点是“先进先出”。队列的存储结构包括链队列和顺序队列。前者主要是头指针、尾指针的使用,后者主要是理解循环队列提出的原因及其特点。两者都要掌握队列空与满的判定条件以及出队列、入队列操作的实现。

 
 
 
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