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C++使用队列解决舞伴匹配问题

栈与队列案例练习

在开始练习案例时我们首先要了解文件读写操作

1. 文件操作

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放

通过 文件可以将数据持久化

C++中对文件操作需要包含头文件

文件类型分为两种：

  1. 文本文件：文件以文本的 ASCII码形式存储在计算机中
  2. 二进制文件：文件以文本的二进制形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类

  1. ofstream：写操作—output：输出到文件中，为写文件
  2. ifstream：读操作—input：输入到屏幕中
  3. fstream：读写操作

1.1 文本文件

1.1.1 写文件

写文件步骤如下：

  1. 包含头文件

    #include

  2. 创建流对象

    ofstream ofs;

  3. 打开文件

    ofs.open("文件路径"，打开方式)

  4. 写数据

    ofs << "写入的数据";

  5. 关闭文件

    ofs.close();

文件打开方式：

打开方式 解释
ios::in 为读文件而打开文件
ios::out 为写文件而打开文件
ios::ate 初始位置：文件尾
ios::app 追加方式写文件
ios::trunc 如果文件存在先删除，再创建
ios::binary 二进制方式

注意：文件打开方式可以配合使用，利用 | 操作符

例如：用二进制方式写文件 ios::binary | ios::out

示例：

 #include 
 using namespace std;
 #include       //包含头文件
 
 //文本文件 写文件
 void test01()
 {
     //1.包含头文件
 
     //2.创建流对象
     ofstream ofs;   //输出流，写文件
 
     //3.指定打开方式
     ofs.open("text.txt", ios::out);
 
     //4.写内容
     ofs << "你真是个小可爱" << endl;
     ofs << "你真是个小可爱" << endl;
     ofs << "你真是个小可爱" << endl;
 
     //5.关闭文件
     ofs.close();
 }
 
 int main()
 {
     test01();
 
     system("pause");
     return 0;
 }

总结：

  • 文件操作必须包含头文件 fstream
  • 读文件可以利用 ofstream，或者 fstream类
  • 打开文件的时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式
  • 利用 << 可以向文件中写数据
  • 操作完毕，要关闭文件

1.1.2 读文件

读文件与写文件步骤相似，但是读取方式相对于比较多

  1. 包含头文件

    #include

  2. 创建流对象

    ifstream ifs;

  3. 打开文件并判断文件是否打开成功

    ifs.open("文件路径", 打开方式);

  4. 读数据

    四种方式读取

  5. 关闭文件

    ifs.close();

示例：

 #include 
 using namespace std;
 #include 
 #include 
 
 //文本文件-读文件
 void test01()
 {
     //1.包含头文件
 
     //2.创建流对象
     ifstream ifs;
 
     //3.打开文件 并且判断是否打开成功
     ifs.open("text.txt", ios::in);
     if (!ifs.is_open()) //如果没有打开成功
     {
         cout << "读取文件失败！" << endl;
         return;
     }
 
     //4.读数据
     //第一种读取方法：创建一个长度为1024的字符数组，初始化全为0
     char buf[1024] = { 0 };
     //利用while循环 把ifs通过右移运算符全部读取到字符数组buf中
     //因为读文件的特殊机制，会使得读到内容为空时返回假值
     while (ifs >> buf)
     {
         cout << buf << endl;
     }
 
     //第二种读取方法：创建一个长度为1024的字符数组，初始化全为0
     char buf2[1024] = { 0 };
     while (ifs.getline(buf2, sizeof(buf2)))
     {
         cout << buf2 << endl;
     }
 
     //第三种读取方法：创建string字符串，使用string头文件的getline(流对象名，读取到字符串的变量名);函数
     string buf3;
     while (getline(ifs, buf3))
     {
         cout << buf3 << endl;
     }
 
     //第四种（不推荐）：创建一个字符变量，然后利用while循环输出字符
     char c;
     while ((c = ifs.get()) != EOF)  //EOF: end of file
     {
         cout << c;
     }
 
     //5.关闭文件
     ifs.close();
 }
 
 int main()
 {
     test01();
 
     //system("pasue");
     return 0;
 }

总结：

  • 读文件可以利用 ifstream，或者 fstream类
  • 利用 is_open 函数可以判断文件是否打开成功
  • close 关闭文件

1.2 二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作

打开方式要指定为 ios::binary

1.2.1 写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数 write

函数原型：ostream& write(const char* buffer, int len);

参数解释：字符指针 buffer指向1内存中一段存储空间。len是读写的字节数

示例：

 #include 
 using namespace std;
 #include 
 
 //二进制文件 写文件
 class Person
 {
 public:
     char m_Name[64];
     int m_Age;
 };
 
 void test01()
 {
     //1.包含头文件
     //2.创建流对象
     ofstream ofs;
 
     //3.打开文件
     ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary);
 
     //也可以直接ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary)
 
     //4.写文件
     Person p = { "张三", 18 };
     ofs.write((const char*)&p, sizeof(Person));
 
     //5.关闭文件
     ofs.close();
 }
 
 int main()
 {
     test01();
 
     system("pause");
     return 0;
 }

总结：

  • 文件输出流对象，可以通过 write函数，以二进制方式写数据

1.2.2 读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数 read

函数原型：istream& read(char* buffer, int len)

参数解释：字符指针 buffer指向内存中一段存储空间，len是读写的字节数

示例：

#include 
using namespace std;
#include 

class Person
{
public:
	char m_Name[64];
	int m_Age;
};

//二进制文件 读文件
void test01()
{
	//1.包含头文件
	//2.创建流对象
	ifstream ifs;

	//3.打开文件，判断文件是否打开成功
	ifs.open("person.txt", ios::in | ios::binary);
	if (!ifs.is_open())
	{
		cout << "读取文件操作失败！" << endl;
		return;
	}

	//4.读文件
	Person p;
	ifs.read((char*)&p, sizeof(Person));
	cout << "姓名：" << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;

	//5.关闭文件
	ifs.close();
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

2. 利用顺序队列解决舞伴匹配问题

需求：假设在周末的舞会上，男士们和女士们进入舞厅时，各自排成一队

跳舞开始时，依次从男队和女队的队头各出一人配成舞伴。若链队初始人数不相同，则较长的那一队中未配对者等待下一轮舞曲

现要求写一算法模拟上述舞伴配对问题

先入队的男士或女士应先出队配成舞伴，因此该问题具有典型的先进先出特性，可用队列作为算法的数据结构

实验数据：

C++使用队列解决舞伴匹配问题_第1张图片

思路：

  1. 先写出顺序队列的各项基本操作然后再完善信息
  2. 进入舞伴匹配函数，传入 舞伴者数组dancer和舞者人数
  3. 定义男队和女队
  4. 初始化男队和女队
  5. 定义舞者结构体p，用来存放单个舞者的信息
  6. 进入循环语句
    • 将人数num作为循环语句的循环条件
    • 将结构体数组dancer[i]中的第i个位置的信息 赋值给 舞者结构体p
  7. 进入判断
    • 如果单个舞者结构体p 中的sex性别为 ‘F'，则执行入队操作，传入 女队 和 单个舞者结构体p
    • 如果单个舞者结构体p 中的sex性别不为 ‘F'，则执行入队操作，传入 男队 和 单个舞者结构体p
  8. 为舞者分配队伍后，进入配对操作，进入循环
    • 当 男队和女队都不为空时执行出队操作，将结果输出，左边女，右边男
  9. 进入判断
    • 当男队空、女队非空时，输出队头女士的姓名，等待下一轮舞会后优先匹配男士
    • 当女队空、男队非空时，输出队头男士的姓名，等待下一轮舞会后优先匹配女士
  10. 完成操作

头文件部分：

#pragma once
#include 
using namespace std;

#define MAXSIZE 100

//跳舞者的个人信息
struct Person
{
	char name[20];		//姓名
	char sex;			//性别，'F'表示女性，'M'表示男性
};
typedef struct Person Person;

//顺序队列的数据结构
struct SqQueue
{
	Person* base;
	int front;
	int rear;
};
typedef struct SqQueue SqQueue;

//SqQueue Mdancers, Fdancers;

//初始化顺序队列
int InitSqQueue(SqQueue& Q)
{
	Q.base = new Person[MAXSIZE];
	if (Q.base == NULL)
	{
		cout << "初始化空间失败！" << endl;
		return 0;
	}

	Q.rear = 0;
	Q.front = 0;
	Q.rear = Q.front;

	return 1;
}

//求循环队列的长度
int QueueLength(SqQueue Q)
{
	return (Q.rear - Q.front + MAXSIZE) % MAXSIZE;
}

//顺序队列的入队操作
int EnQueue(SqQueue& Q, Person e)
{
	if ((Q.rear + 1) % MAXSIZE == Q.front)
	{
		cout << "入队操作失败，队列已满！" << endl;
		return 0;
	}

	Q.base[Q.rear] = e;
	Q.rear = (Q.rear + 1) % MAXSIZE;

	return 1;
}

//顺序队列的出队操作
int DeQueue(SqQueue& Q, Person& e)
{
	if (Q.rear == Q.front)
	{
		cout << "队列为空！出队操作失败！" << endl;
		return 0;
	}

	e = Q.base[Q.front];
	Q.front = (Q.front + 1) % MAXSIZE;

	return 1;
}

bool QueueEmpty(SqQueue Q)
{
	if (Q.rear == Q.front)
	{
		//cout << "队列为空！出队操作失败！" << endl;
		return true;
	}

	return false;
}

//取队头的元素
Person GetHead(SqQueue Q)
{
	if (Q.front != Q.rear)
	{
		return Q.base[Q.front];
	}
}

源文件部分：

#include "SqQueue.h"
#include 

void DancePartner(Person dancer[], int num)
{
	SqQueue Mdancers, Fdancers;		//定义男队列和女队列

	InitSqQueue(Mdancers);			//初始化
	InitSqQueue(Fdancers);

	Person p;						//定义舞者的结构体p，存放单个舞者的信息

	for (int i = 0; i < num; i++)
	{
		p = dancer[i];				//将 单个舞者的信息 存放到 结构体数组dancer[i]里
		if (p.sex == 'F')
		{
			EnQueue(Fdancers, p);		//插入女队
		}
		else
		{
			EnQueue(Mdancers, p);		//插入男队
		}
	}

	cout << "配对成功的舞伴分别是:" << endl;
    
	//男队和女队都不为空时执行出队操作，将结果输出，左边女，右边男
	while (QueueEmpty(Fdancers) != true && QueueEmpty(Mdancers) != true)
	{
		DeQueue(Fdancers, p);
		cout << p.name << " ";

		DeQueue(Mdancers, p);
		cout << p.name << endl;
	}

	cout << endl;

	//当男队空、女队非空时，输出队头女士的姓名
	if (QueueEmpty(Fdancers) != true)
	{
		p = GetHead(Fdancers);
		cout << p.name << "女士 将在下一轮中最先得到舞伴" << endl;
	}
    
	//在女队空、男队非空时，输出队头男士的姓名
	else if (QueueEmpty(Mdancers) != true)
	{
		p = GetHead(Mdancers);
		cout << p.name << "先生 将在下一轮中最先得到舞伴" << endl;
	}
}

//文件中读取姓名和性别，存储到person数组中，n为存储个数
void readFile(Person* person, int& n)
{
	fstream file;
	file.open("舞伴名单.txt");
	if (!file)
	{
		cout << "未找到文件！" << endl;
		exit(0);
	}

	//一直读取文件，直到读取到结尾
	while (!file.eof())
	{
		file >> person[n].name >> person[n].sex;
		n++;
	}
}

int main()
{
	Person person[MAXSIZE];		//首先定义一个存放舞伴的结构体数组

	int n = 0;					//舞伴的人数
	readFile(person, n);		//调用读取文件的操作，传入结构体数组person和人数n
	DancePartner(person, n);	//调用舞伴匹配函数，传入结构体数组person和人数n

	return 0;
}

实验结果：
C++使用队列解决舞伴匹配问题_第2张图片

3. 利用链式队列解决舞伴匹配问题

需求：假设在周末的舞会上，男士们和女士们进入舞厅时，各自排成一队

跳舞开始时，依次从男队和女队的队头各出一人配成舞伴。若链队初始人数不相同，则较长的那一队中未配对者等待下一轮舞曲

现要求写一算法模拟上述舞伴配对问题

先入队的男士或女士应先出队配成舞伴，因此该问题具有典型的先进先出特性，可用队列作为算法的数据结构

实验数据：

C++使用队列解决舞伴匹配问题_第3张图片

核心代码：

void DancePartner(Person dancer[], int num)
{
	LinkQueue Mdancers, Fdancers;

	InitQueue(Mdancers);
	InitQueue(Fdancers);

	Person p;

	for (int i = 0; i < num; i++)
	{
		p = dancer[i];
		if (p.sex == 'F')
		{
			EnQueue(Fdancers, p);
		}
		else
		{
			EnQueue(Mdancers, p);
		}
	}

	cout << "配对成功的舞伴分别是：" << endl;

	while (QueueEmpty(Mdancers) != true && QueueEmpty(Fdancers) != true)
	{
		DeQueue(Mdancers, p);
		cout << p.name << " ";

		DeQueue(Fdancers, p);
		cout << p.name << endl;
	}

	cout << endl;

	//如果男队非空、女队为空
	if (QueueEmpty(Fdancers) != true)
	{
		p = GetHead(Fdancers);
		cout << p.name << "女士 将在下一轮最先得到舞伴" << endl;
	}

	else if (QueueEmpty(Mdancers) != true)
	{
		p = GetHead(Mdancers);
		cout << p.name << "先生 将在下一轮最先得到舞伴" << endl;
	}
}

源代码：

#include 
#include 
using namespace std;

#define OK 1
#define ERROR 0
typedef int Status;

//跳舞者的个人信息
struct Person
{
	char name[20];		//姓名
	char sex;			//性别，'F'表示女性，'M'表示男性
};
typedef struct Person Person;
typedef Person QElemType;

//队列的链式存储结构
struct QNode
{
	QElemType data;		//链队结点的数据域
	struct QNode* next;	//链队结点的指针域
};
typedef struct QNode QNode;
typedef struct QNode* QueuePtr;

struct LinkQueue
{
	QueuePtr front;		//队头指针
	QueuePtr rear;		//队尾指针
};
typedef struct LinkQueue LinkQueue;

//链队的初始化操作
//创造一个空队列Q
Status InitQueue(LinkQueue& Q)
{
	Q.rear = new QNode;
	Q.front = Q.rear;
	Q.front->next = NULL;

	return OK;
}

//链队的入队操作
//插入元素e为Q的新的队尾元素
Status EnQueue(LinkQueue& Q, QElemType e)
{
	QNode* p;
	p = new QNode;

	p->data = e;
	p->next = NULL;
	Q.rear->next = p;
	Q.rear = Q.rear->next;

	return OK;
}

//链队的出队操作
//删除Q的队头元素，用e返回其值
Status DeQueue(LinkQueue& Q, QElemType& e)
{
	if (Q.front == Q.rear)
	{
		return ERROR;
	}

	QNode* p;
	p = Q.front->next;
	e = p->data;
	Q.front->next = p->next;

	if(Q.rear == p)
	{
		Q.rear = Q.front;
	}
	delete p;

	return OK;
}

//链队取队头元素
//返回Q的队头元素，不修改队头指针
QElemType GetHead(LinkQueue Q)
{
	if (Q.front != Q.rear)
	{
		return Q.front->next->data;
	}
}

//判断队是否为空
Status QueueEmpty(LinkQueue Q)
{
	if (Q.front == Q.rear)
	{
		return true;
	}
	return false;
}

void DancePartner(Person dancer[], int num)
{
	LinkQueue Mdancers, Fdancers;

	InitQueue(Mdancers);
	InitQueue(Fdancers);

	Person p;

	for (int i = 0; i < num; i++)
	{
		p = dancer[i];
		if (p.sex == 'F')
		{
			EnQueue(Fdancers, p);
		}
		else
		{
			EnQueue(Mdancers, p);
		}
	}

	cout << "配对成功的舞伴分别是：" << endl;

	while (QueueEmpty(Mdancers) != true && QueueEmpty(Fdancers) != true)
	{
		DeQueue(Mdancers, p);
		cout << p.name << " ";

		DeQueue(Fdancers, p);
		cout << p.name << endl;
	}

	cout << endl;

	//如果男队非空、女队为空
	if (QueueEmpty(Fdancers) != true)
	{
		p = GetHead(Fdancers);
		cout << p.name << "女士 将在下一轮最先得到舞伴" << endl;
	}

	else if (QueueEmpty(Mdancers) != true)
	{
		p = GetHead(Mdancers);
		cout << p.name << "先生 将在下一轮最先得到舞伴" << endl;
	}
}

//文件中读取姓名和性别，存储到person数组中，n为存储个数
void readFile(Person* person, int& n)
{
	fstream file;
	file.open("舞伴名单.txt");
	if (!file)
	{
		cout << "未找到文件！" << endl;
		exit(0);
	}

	//一直读取文件，直到读取到结尾
	while (!file.eof())
	{
		file >> person[n].name >> person[n].sex;
		n++;
	}
}

int main()
{
	Person person[100];

	int n = 0;
	readFile(person, n);
	DancePartner(person, n);

	return 0;
}

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    题目：题解：classSolution{public:intlongestPalindrome(strings){unordered_mapcount;intans=0;for(charc:s)++count[c];for(autop:count){intv=p.second;ans+=v/2*2;if(v%2==1andans%2==0)++ans;}returnans;}};
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    ?算法：第一步：选K个初始聚类中心，z1(1),z2(1)，…，zK(1)，其中括号内的序号为寻找聚类中心的迭代运算的次序号。聚类中心的向量值可任意设定，例如可选开始的K个.k均值聚类：---------一种硬聚类算法，隶属度只有两个取值0或1，提出的基本根据是“类内误差平方和最小化”准则；模糊的c均值聚类算法：--------一种模糊聚类算法，是.K均值聚类算法是先随机选取K个对象作为初始的聚类
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  • 数据结构 | 栈和队列 TT-Kun 数据结构与算法数据结构栈队列C语言
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  • 2024.8.22 Python，链表两数之和，链表快速反转，二叉树的深度，二叉树前中后序遍历，N叉树递归遍历，翻转二叉树 RaidenQ python链表开发语言
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    MQTT介绍简介MQTT（MessageQueuingTelemetryTransport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联
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    Windows下Memcached的安装配置方法 1、将第一个包解压放某个盘下面，比如在c:\memcached。 2、在终端（也即cmd命令界面）下输入 'c:\memcached\memcached.exe -d install' 安装。 3、再输入： 'c:\memcached\memcached.exe -d start' 启动。（需要注意的: 以后memcached将作为windo
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  • Javascript闭包概念 fanfanlovey JavaScript闭包
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    Spring 版本3.2.10 CXF 版本3.1.1 项目采用MAVEN组织依赖jar 我这里是有parent的pom，为了简洁明了，我直接把所有的依赖都列一起了，所以都没version，反正上面已经写了版本 <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="ht
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    身为软件开发者，有什么是一定得投资的？ Google 软件工程师 Emanuel Saringan 整理了十项他认为必要的投资，第一项就是身体健康，英文与数学也都是必备能力吗？来看看他怎么说。（以下文字以作者第一人称撰写）） 你的健康 无疑地，软件开发者是世界上最久坐不动的职业之一。 每天连坐八到十六小时，休息时间只有一点点，绝对会让你的鲔鱼肚肆无忌惮的生长。肥胖容易扩大罹患其他疾病的风险，
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    PO:persistant object持久对象 最形象的理解就是一个PO就是数据库中的一条记录。好处是可以把一条记录作为一个对象处理，可以方便的转为其它对象。可以看成是与数据库中的表相映射的java对象。最简单的PO就是对应数据库中某个表中的一条记录，多个记录可以用PO的集合。PO中应该不包含任何对数据库的操作。 BO:business object业务对象 封装业务逻辑的java对象
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