数据结构：队列的顺序存储结构【转】

本文转载自：http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/8841657

队列（Queue）是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。是一种先进先出的线性表（FIFO）。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。我们在《栈的顺序存储结构》中发现，栈操作的top指针在Push时增大而在Pop时减小，栈空间是可以重复利用的，而队列的front、rear指针都在一直增大，虽然前面的元素已经出队了，但它所占的存储空间却不能重复利用。但大多数程序并不是这样使用队列的，一般情况下出队的元素就不再有保存价值了，这些元素的存储空间应该回收利用，由此想到把队列改造成环形队列（Circular Queue）：把queue数组想像成一个圈，front和rear指针仍然是一直增大的，当指到数组末尾时就自动回到数组开头，就像两个人围着操场赛跑，沿着它们跑的方向看，从front到rear之间是队列的有效元素，从rear到front之间是空的存储位置，如果front追上rear就表示队列空了，如果rear追上front就表示队列的存储空间满了。故一般我们将其实现为循环队列，当出队列时就不需要全部进行移动，只需要修改队头指针，也可以解决“假溢出”的问题。

示例程序：（改编自《大话数据结构》）

 

 

 C++ Code 

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#include<iostream> using namespace std; #define MAXSIZE 20 typedef int ElemType; typedef struct {     ElemType data[MAXSIZE];     int front; /* 头指针 */     int rear; /* 尾指针，若队列不空，指向队列尾元素的下一个位置 */     int count; //元素个数 } SqQueue; bool InitQueue(SqQueue &Sq) {     cout << "Init Queue ..." << endl;     Sq.front = 0;     Sq.rear = 0;     Sq.count = 0;     return true; } bool ClearQueue(SqQueue &Sq) {     cout << "Clear Queue ..." << endl;     Sq.front = 0;     Sq.rear = 0;     Sq.count = 0;     return true; } bool QueueEmpty(SqQueue &Sq) {     return Sq.count == 0; /* 队列空的标志 */ } bool QueueFull(SqQueue &Sq) {     return Sq.count == MAXSIZE; } int QueueLength(SqQueue &Sq) {     if (QueueFull(Sq))         return MAXSIZE;     /* 队列的当前长度 */     return (Sq.rear - Sq.front + MAXSIZE) % MAXSIZE; } /* 返回头元素 */ bool GetHead(SqQueue &Sq, ElemType *pe) {     if (QueueEmpty(Sq))         return false;     else     {         *pe = Sq.data[Sq.front];         cout << "Get Head Item " << *pe << endl;         return true;     } } bool EnQueue(SqQueue &Sq, ElemType Elem) {     /* 队列满 */     if (QueueLength(Sq) == MAXSIZE)         return false;     cout << "EnQueue Item " << Elem << endl;     Sq.data[Sq.rear] = Elem;/* 将元素赋值给队尾 */     Sq.rear = (Sq.rear + 1) % MAXSIZE;/* rear指针向后移一位置， */     /* 若到最后则转到数组头部 */     Sq.count++;     return true; } bool DeQueue(SqQueue &Sq, ElemType *pe) {     if (QueueEmpty(Sq))         return false;     *pe = Sq.data[Sq.front];/* 将队头元素赋值给*pe */     cout << "DeQueue Item " << *pe << endl;     Sq.front = (Sq.front + 1) % MAXSIZE;/* front指针向后移一位置， */     /* 若到最后则转到数组头部 */     Sq.count--;     return true; } bool QueueTraverse(SqQueue &Sq) {     if (QueueEmpty(Sq))     {         cout << "Queue is empty" << endl;         return false;     }     cout << "Queue Traverse ..." << endl;     for (int i = 0;  i < Sq.count; i++)         cout << Sq.data[i + Sq.front] << ' ';     cout << endl;     return true; } int main(void) {     SqQueue Sq;     InitQueue(Sq);     for (int i = 0; i < 20; i++)         EnQueue(Sq, i);     QueueTraverse(Sq);     if (!QueueEmpty(Sq))         cout << "Queue Length: " << QueueLength(Sq) << endl;     int result;     GetHead(Sq, &result);     DeQueue(Sq, &result);     DeQueue(Sq, &result);     if (!QueueEmpty(Sq))         cout << "Queue Length: " << QueueLength(Sq) << endl;     QueueTraverse(Sq);     return 0; }

 

 

 

输出为：

 

单是顺序存储，若不是循环队列，算法的时间性能是不高的，但循环队列也面临着数组可能溢出的问题。

注：上述用 Use a fill count to distinguish the two cases. 的方法实现循环队列。常用的还有 Always keep one slot open. 也就是多申请一个不用的元素

位置，那么判断满时  (cb->end + 1) % cb->size == cb->start;  判断空时 cb->end == cb->start;

 

参考：

《大话数据结构》

《Data Structures》