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      数据结构队列介绍

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      数据结构队列介绍

      2024-06-07 07:39:29 阅读次数:40

      java,数据结构

      队列的定义

      队列是一种操作受限的线性表 ,只允许在表的前端(front)进行删除操作又称作出队,在表的后端进行插入操作,称为入队,符合先进先出(First in First out)的特性。在队尾插入元素叫做入队,对头删除元素叫做出队。

      队列实现方式

      队列有顺序队列和链式队列,两者的区别仅是顺序表和链表的区别,即在实际的物理空间中,数据集中存储的队列是顺序队列,分散存储的队列是链队列。

      顺序队列(基于数组实现)

      数据结构队列介绍

       

      可以看到,要实现一个顺序队列,我们需要以下结构:

      1. 存储数据的数组 ——`data[]`
      2. 表示队列的最大容量的值 ——`MAXSIZE`
      3. 标识队头端的队头下标——`front`
      4. 标识队尾端的队尾下标 ——`rear`
      #define MAXSIZE 5 //顺序队列的最大存储容量
      /*顺序队列的结构体*/
      typedef struct {
          int data[MAXSIZE];
          int front; //队头下标
          int rear; //队尾下标
      } QueueArray;
      

       front 和 rear 会随着入队和出队操作而变化,当元素入队时,rear加一,当元素出队时 front+1。为了方便起见,我们规定在非空队列中,队尾下标是队尾元素的下一个元素的下标 。

      数据结构队列介绍

      注意:

      假溢出:指队列进行多次入队与出队操作之后,队尾指针已经指向数组最后一个位置,但队列并没有被填满,如果再插入新的元素,就会超过数组的长度,这种溢出我们称为假溢出。

      真溢出:指队列进行多次入队与出队操作之后,队尾指针已经指向数组最后一个位置,并且此时队列已经被填满,如果再插入新的元素,就会超过数组的长度,这种溢出我们称为真溢出。

       链式队列(基于链表实现)

      数据结构队列介绍

       

      可以看到,要实现一个链队列,需要以下结构:

      1)单链表的基本单元结点 ——`QueueNode`
         1.1)存储数据的数据域 ——`data`
         1.2)指向下一个结点的指针域 ——`next`
      2)指向链表的头指针 ——`head`
      3)标识队头端的队头指针 ——`front`
      4)标识队尾端的队尾指针 ——`rear`

      /*单链表的结点的结构体*/
      typedef struct QueueNode {
          int data; //数据域
          struct QueueNode *next; //指针域
      } QueueNode;
      
      /*链队列的结构体*/
      typedef struct {
          QueueNode *front; //队头指针
          QueueNode *rear; //队尾指针
      } QueueLink;
      

       

      其中,头指针 head 和队头指针 front都指向了单链表的第一个结点,所以这个指针可以合二为一,队头指针即头指针。

      如此一来,我们可以借助链表的尾插法实现队列的入队操作,借助链表的头删法实现队列的出队操作。

      循环队列

      元素进行多次入队出队后,用于实现队列结构的开头部分的数组的开头部分空间会浪费,并且为了克服“假溢出”的情况可以将顺序队列优化成循环队列。循环队列是把顺序队列首位相连,在逻辑上把它看成一个环。

      入队:队尾循环后移, rear =(rear+1)%Maxsize;
      出队:队首循环后移, front =(front+1)%Maxsize;
      队空:front=rear; // rear 和 front 指向同一个位置
      队满:(rear+1) %Maxsize=front; // rear 向后移一位正好是 front

      数据结构队列介绍

       

      版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://blog.csdn.net/qq_25409421/article/details/131139101,作者:夜夜流光相皎洁_小宁,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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