队列的实现-顺序队列和链队列
本文主要给出我对队列的实现，包括顺序队列和链队列。
顺序队列（循环队列）
基本概念
顺序队列
顺序队列是用数组存放队列元素，同时设置队头和对尾指针来控制元素的出队和入队。约定：
- 队头指针front指向队头元素，
- 队尾指针rear指向队尾元素的下一个
由于单纯的顺序队列存在“假溢出”的现象，即指针是单向移动的，当front在高地址的时候，其实低地址的空间也可以使用。所以，考虑采用循环队列的形式来实现。循环队列是将存储队列的数组看成头尾相接的循环结构，从而地段低端地址也可以得到有效的使用。
在循环队列中，浪费一个数组元素空间的情况下：
- 队空的条件是 : front == rear;
- 队满的条件是：(rear + 1) % QUEUE_SIZE = front
- 队列的长度是：(rear - front + QUEUE_SIZE) % QUEUE_SIZE
需要特别注意的是，循环队列队头和队尾指针的移动，都要在循环意义下 + 1 即：
- front = (front + 1) % QUEUE_SIZE
- rear = (rear + 1) % QUEUE_SIZE
代码实现
常量声明
common.h
#ifndef common_H
#define common_H
/* 函数结果状态码 */
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
//#define OVERFLOW -2
//#define UNDERFLOW -3
/* 类型定义 */
typedef int Status; // Status是函数的类型，其值是函数结果状态码
typedef int ElemType; // ElemType是数据类型
#endif顺序队列存储结构声明
Queue.h
#ifndef Queue_H
#define Queue_H
#define QUEUE_SIZE 1024
#include "common.h"
#include 顺序队列基本操作(Queue.cpp)
- 入队
思路：注意上溢
Status push( Queue& que, ElemType x ){
if( (que.rear + 1)%QUEUE_SIZE == que.front ){
std::cerr << "Overflow";
return OVERFLOW;
}
else{
que.data[ que.rear ] = x;
que.rear = ( que.rear + 1 )%QUEUE_SIZE; // 循环意义下+1
return OK;
}
}- 出队
思路：注意下溢
Status pop( Queue& que ){
if( que.front == que.rear ){
std::cerr << "Underflow";
return UNDERFLOW;
}
else{
que.front = (que.front + 1)%QUEUE_SIZE; // 循环意义下+1
return OK;
}
}- 返回队头元素
思路：注意上溢
ElemType front( Queue& que ){
if( que.front == que.rear ){
std::cerr << "Underflow";
return UNDERFLOW;
}
else{
return que.data[que.front];
}
}- 返回队尾元素
思路：注意下溢
ElemType back( Queue& que ){
if( que.front == que.rear ){
std::cerr << "Underflow";
return UNDERFLOW;
}
else{
return que.data[ (que.rear - 1)%QUEUE_SIZE ];
}
}- 返回队列大小
int size( Queue& que ){
return (que.rear - que.front + QUEUE_SIZE)%QUEUE_SIZE;
}- 判断队空
bool empty( Queue& que ){
return que.front == que.rear;
}链队列
基本概念
链队列
顺序队列是用链表存放队列元素，同时设置队头和对尾指针来控制元素的出队和入队。约定：
- 队头指针front指向队头元素的前一个，即指向头结点
- 队尾指针rear指向队尾元素
代码实现
常量声明
common.h
#ifndef common _H
#define common_H
/* 函数结果状态码 */
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
//#define OVERFLOW -2
//#define UNDERFLOW -3
/* 类型定义 */
typedef int Status; // Status是函数的类型，其值是函数结果状态码
typedef int ElemType; // ElemType是数据类型
#endif链队列存储结构声明
LinkedQueue.h
#ifndef LinkedQueue_H
#define LinkedQueue_H
#include "common.h"
#include 链队列基本操作(LinkedQueue.cpp)
- 入队
Status push( LinkedQueue& que, ElemType x ){
ListNode* s = new ListNode(x);
if(!s){
std::cerr << "Not enough space!";
return ERROR;
}
que.rear->next = s;
que.rear = s;
return OK;
}- 出队
思路：小心队列为空的情形
Status pop( LinkedQueue& que ){
ListNode* s = que.front->next;
if(!s){
std::cerr << "Underflow";
return UNDERFLOW;
}
else{
que.front->next = s->next;
delete s;
return OK;
}
}- 获得队头元素
思路：小心队列为空的情形
ElemType front( LinkedQueue& que ){
ListNode* s = que.front->next;
if(!s){
std::cerr << "Underflow";
return UNDERFLOW;
}
else{
return s->data;
}
}- 获得队尾元素
思路：小心队列为空的情形
ElemType back( LinkedQueue& que ){
ListNode* s = que.rear;
if(!s){
std::cerr << "Underflow";
return UNDERFLOW;
}
else{
return s->data;
}
}- 获得队列大小
int size( LinkedQueue& que ){
ListNode* p = que.front->next;
int cnt = 0;
while(p){
++cnt;
p = p->next;
}
return cnt;
}- 判断队列是否为空
bool empty( LinkedQueue& que ){
return que.front == que.rear;
}