队列ADT
像栈一样,队列也是一种表。然而使用队列时插入在一端进行而删除在另一端进行。
队列模型
队列的基本操作是Enquene(入队),它在表的末端插入一个元素,还有Dequene(出队),它是删除在表的开头的元素。
队列的数组形式
如同栈的形式一样,对于队列而言任何表的实现都是合法的。就像栈一样,对于每一种操作,链表实现和数组实现都给出快速的O(1)运行时间。
对于队列数据结构,我们保留一个数组Quene[]以及位置Front和Rear,它们代表队列的两端。我们还要记录实际存在于队列中的元素的个数size。所有这些信息是作为一个结构的一部分,除队列例程本身外通常不会有例程直接访问它们。
当一个元素X入队时,我们让Size和Rear增加1,然后至Quene[Rear]=X。若使一个元素出队,我们置返回值为Quene[Front],然后Size减1,然后使Front增加1。
一个存在的问题是,当入队了较多元素时,Rear会到达数组的末端,下一个位置可能是不存在的,但是数组中的空间可能有较多剩余。
简单的解决办法是,只要Front和Rear到达数组的尾端,它就又绕回开头。这叫做循环数组实现。
实现回绕所需要附加的代码是极小的(虽然它可能使得运行时间加倍)。如果Front或者Rear增加1使得超越了数组,那么其值就要重置为数组的第一个位置。
关于队列的循环实现,有两件事情要警惕,第一:检测队列是否为空;第二,存在多种表示队头和队尾的操作。例:不使用单元来表示队列的大小,而是依靠基准情况,当队列为空时Rear=Front-1。队列的大小通过比较Rear和Front来实现的。如果数组的大小为ASize时,当有ASize-1个元素时就表示队列满了。
队列的声明
struct QueueRecord; typedef struct QueueRecord *Queue; struct QueueRecord{ int Capacity; int Front; int Rear; int Size; ElementType *Array; }
测试队列是否为空
void IsEmpty(Queue Q){ return Q->Size == 0; }
构造空队列的例程
void MakeEmpty(Queue Q){ Q->Size = 0; Q->Front = 1; Q->Rear = 0; }
入队的例程
static int Succ(int Value, Queue Q){ if(++Value == Q->Captity){ Value = 0; } return Value; }
void Enqueue(ElementType X, Queue Q){ if(IsFull(Q)) Error(); else{ Q->size++; Q->Rear = Succ(Q->Rear, Q); Q->Array[Q->Rear] = X; } }