数据结构小白学习笔记(三) 队列

队列的定义

限定在表的一端进行删除，另一端进行插入操作的线性表。
队头(front)：允许删除的一端。
队尾(rear): 允许插入的一端。
特性：FIFO(先进先出)。
图示：

基本操作：

序号	方法名 & 描述
1	public virtual void Clear(); 从 Queue 中移除所有的元素。
2	public virtual bool Contains( object obj ); 判断某个元素是否在 Queue 中。
3	public virtual object Dequeue();移除并返回在 Queue 的开头的对象。
4	public virtual void Enqueue( object obj ); 向 Queue 的末尾添加一个对象。
5	public virtual object[] ToArray();复制 Queue 到一个新的数组中。
6	public virtual void TrimToSize();设置容量为 Queue 中元素的实际个数。

实例：

using System;
using System.Collections;

namespace CollectionsApplication
{
   class Program
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         Queue q = new Queue();

         q.Enqueue('A');
         q.Enqueue('M');
         q.Enqueue('G');
         q.Enqueue('W');
         
         Console.WriteLine("Current queue: ");
         foreach (char c in q)
            Console.Write(c + " ");
         Console.WriteLine();
         q.Enqueue('V');
         q.Enqueue('H');
         Console.WriteLine("Current queue: ");         
         foreach (char c in q)
            Console.Write(c + " ");
         Console.WriteLine();
         Console.WriteLine("Removing some values ");
         char ch = (char)q.Dequeue();
         Console.WriteLine("The removed value: {0}", ch);
         ch = (char)q.Dequeue();
         Console.WriteLine("The removed value: {0}", ch);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

输出：
Current queue:
A M G W
Current queue:
A M G W V H
Removing values
The removed value: A
The removed value: M
队列的顺序存储结构：

• 顺序队列：用一组连续的存储单元依次存放从队列头到队列尾元素。
• 两个指针：
  Q.front：指向队列头元素。
  Q.rear:指向队列尾元素的下一个位置。
• 初始状态(空队列)：
  Q.front=Q.rear=0
• 队列的真满和假满
  真满：
  
  假满：虽然还有存储空间，但是rear指针已无法移动，此时为队列的假满状态。
  
  顺序队列的进队和出队：
  进队时，新元素按Q.rear指示位置加入，然后变动队尾指针，Q.rear=Q.rear+1.
  出队时，将下标为Q.front的元素取出，然后变动队头指针，Q.front=Q.front+1.
  队满时再进队溢出。队空时出队作队空处理。
  

循环队列

循环队列可以解决队列的假满问题。

循环队列如何判断队空队满：
牺牲一个空间，来作为队空队满的判断。

• Q.front=Q.rear为队空。
• (Q.front+1)%Num=Q.rear为队满。Num为申请的队列空间。

循环队列的6个操作：

1. 申请空间.Num
2. 最多存放元素 Num-1
3. 队空Q.front=Q.rear
4. 队满(Q.front+1)%Num=Q.rear
5. 进队：Q.rear=(Q.rear+1)%Num
   出队：Q.front=(Q.front+1)%Num
6. 实际存放元素
   当Q.front 实际元素=Q.rear-Q.front
   当Q.front>Q.rear
   实际元素=(Q.rear+Num-Q.front)%Num.