队列的原理和算法实现---顺序存储和链式存储

队列的原理和算法实现

1.两种存储方式的比较

顺序存储	链式存储
采用数组来保存队列的元素，设立一个队首指针 front ，一个队尾指针 rear，分别指向队首和队尾元素。则 rear-front 即为存储的元素个数！	队列的链式存储结构，其实就是线性表的单链表，只不过它只是尾进头出而已，我们把它简称为链队列。为了 操作上的方便，我们将队头指针指向链队列的头结点，而队尾指针指向终端节点

2.原理示意图

3.顺序存储结构体的定义

typedef struct Queue{
     
	DataType queue[MaxSize];
	int front; //队头指针
	int rear; //队尾指针
}SeqQueue;

4.队列初始化，将队列初始化为空队列

void InitQueue(SeqQueue *SQ){
     
	if(!SQ) return ;
	SQ->front = SQ->rear = 0; //把对头和队尾指针同时置 0
}

5.判断队列为空

int IsEmpty(SeqQueue *SQ){
     
	if(!SQ) return 0;
	if (SQ->front == SQ->rear){
     
		return 1;
	}
	return 0;
}

6.判断队列是否为满

int IsFull(SeqQueue *SQ){
     
	if(!SQ) return 0;
	if (SQ->rear == MaxSize){
     
		return 1;
	}
	return 0;
}

7.入队,将元素 data 插入到队列 SQ 中

int EnterQueue( SeqQueue *SQ,DataType data){
     
	if(!SQ) return 0;

	if(IsFull(SQ)){
     
		cout<<"无法插入元素 "<<data<<", 队列已满!"<<endl;
		return 0;
	}
	SQ->queue[SQ->rear] = data; //在队尾插入元素 data
	SQ->rear++; //队尾指针后移一位
	return 1;
}

8.打印队列中的各元素

void PrintQueue(SeqQueue* SQ){
     
	if(!SQ) return ;
	int i = SQ->front; 
	while(i<SQ->rear){
     
		cout<<setw(4)<<SQ->queue[i];
		i++;
	}
	cout<<endl;
}

9.出队，将队列中队头的元素 data 出队，后面的元素向前移动

int DeleteQueue(SeqQueue* SQ, DataType *data){
     
	if(!SQ || IsEmpty(SQ)){
     			//队列不存在或者是队列为空
		cout<<"队列为空！"<<endl;
		return 0; 
	}
	if(!data) return 0;             //出队失败
	*data = SQ->queue[SQ->front];
	for(int i=SQ->front+1; i<SQ->rear; i++){
     //移动后面的元素
		SQ->queue[i-1]=SQ->queue[i];
	}
	SQ->rear--;//队尾指针前移一位
	return 1;
}

10.出队，将队列中队头的元素 data 出队，出队后队头指针 front 后移一位

int DeleteQueue2(SeqQueue* SQ,DataType* data) {
     
	if (!SQ || IsEmpty(SQ)) {
     
		cout<<"队列为空！"<<endl; 
		return 0;
	}
	if(SQ->front>=MaxSize){
     
		cout<<"队列已到尽头!"<<endl; 
		return 0;
	}
	*data = SQ->queue[SQ->front]; //出队元素值
	SQ->front = (SQ->front)+1; //队首指针后移一位
	return 1;
}

11.获取队首元素

int GetHead(SeqQueue* SQ,DataType* data) {
     
	if (!SQ || IsEmpty(SQ)){
     
		cout<<"队列为空!"<<endl;
	}
	return *data = SQ->queue[SQ->front];
}

12.清空队列

void ClearQueue(SeqQueue* SQ) {
      
	SQ->front = SQ->rear = 0; 
}

13.获取队列中元素的个数

int getLength(SeqQueue* SQ){
      
	if(!SQ) return 0;
	return SQ->rear-SQ->front;
}

14.main函数

	//出队
	DeleteQueue(SQ,&data);
	cout<<"出对元素是: "<<data<<endl;

	//打印队列中的元素
	cout<<"出队一个元素后,队列中剩下的元素: ";

	system("pause");
	return 0;
}

顺序存储的源码:

#include 
#include 
#include 
#include  
#include 

#define MaxSize 5 //队列的最大容量
typedef int DataType; //队列中元素类型

using namespace std;

typedef struct Queue{
     
	DataType queue[MaxSize];
	int front; //队头指针
	int rear; //队尾指针
}SeqQueue;

//队列初始化，将队列初始化为空队列
void InitQueue(SeqQueue *SQ){
     
	if(!SQ) return ;
	SQ->front = SQ->rear = 0; //把对头和队尾指针同时置 0
}

//判断队列为空
int IsEmpty(SeqQueue *SQ){
     
	if(!SQ) return 0;
	if (SQ->front == SQ->rear){
     
		return 1;
	}
	return 0;
}

//判断队列是否为满
int IsFull(SeqQueue *SQ){
     
	if(!SQ) return 0;
	if (SQ->rear == MaxSize){
     
		return 1;
	}
	return 0;
}

//入队,将元素 data 插入到队列 SQ 中
int EnterQueue( SeqQueue *SQ,DataType data){
     
	if(!SQ) return 0;

	if(IsFull(SQ)){
     
		cout<<"无法插入元素 "<<data<<", 队列已满!"<<endl;
		return 0;
	}
	SQ->queue[SQ->rear] = data; //在队尾插入元素 data
	SQ->rear++; //队尾指针后移一位
	return 1;
}

//打印队列中的各元素
void PrintQueue(SeqQueue* SQ){
     
	if(!SQ) return ;
	int i = SQ->front; 
	while(i<SQ->rear){
     
		cout<<setw(4)<<SQ->queue[i];
		i++;
	}
	cout<<endl;
}

//出队，将队列中队头的元素 data 出队，后面的元素向前移动
int DeleteQueue(SeqQueue* SQ, DataType *data){
     
	if(!SQ || IsEmpty(SQ)){
     			//队列不存在或者是队列为空
		cout<<"队列为空！"<<endl;
		return 0; 
	}
	if(!data) return 0;             //出队失败
	*data = SQ->queue[SQ->front];
	for(int i=SQ->front+1; i<SQ->rear; i++){
     //移动后面的元素
		SQ->queue[i-1]=SQ->queue[i];
	}
	SQ->rear--;//队尾指针前移一位
	return 1;
}

//出队，将队列中队头的元素 data 出队，出队后队头指针 front 后移一位
int DeleteQueue2(SeqQueue* SQ,DataType* data) {
     
	if (!SQ || IsEmpty(SQ)) {
     
		cout<<"队列为空！"<<endl; 
		return 0;
	}
	if(SQ->front>=MaxSize){
     
		cout<<"队列已到尽头!"<<endl; 
		return 0;
	}
	*data = SQ->queue[SQ->front]; //出队元素值
	SQ->front = (SQ->front)+1; //队首指针后移一位
	return 1;
}

//获取队首元素
int GetHead(SeqQueue* SQ,DataType* data) {
     
	if (!SQ || IsEmpty(SQ)){
     
		cout<<"队列为空!"<<endl;
	}
	return *data = SQ->queue[SQ->front];
}

//清空队列 
void ClearQueue(SeqQueue* SQ) {
      
	SQ->front = SQ->rear = 0; 
}

//获取队列中元素的个数
int getLength(SeqQueue* SQ){
      
	if(!SQ) return 0;
	return SQ->rear-SQ->front;
}

int main(){
     
	SeqQueue *SQ = new SeqQueue;
	DataType data;

	//初始化队列
	InitQueue(SQ);

	//入列
	for(int i=0;i<7;i++){
     
		EnterQueue(SQ,i);
	}

	//打印列表中的元素
	cout<<"队列中的元素: ";
	PrintQueue(SQ);
	cout<<endl;

	//出队
	DeleteQueue(SQ,&data);
	cout<<"出对元素是: "<<data<<endl;

	//打印队列中的元素
	cout<<"出队一个元素后,队列中剩下的元素: ";

	system("pause");
	return 0;
}