队列的两种实现

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wx62be51b466b43 2022-07-01 11:09:33 博主文章分类：数据结构与算法基于c++实现 ©著作权

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1.队列也是一种线性的数据结构，队列的特征是先进先出，单向队列从队尾进去，队头出去。这种数据结构在程序里面的应用十分广泛。例如：在OS中，多进程的并发执行就是将就绪状态的进程（这个分类标准不唯一，我们简单的讨论一下ready的进程）排成一个队列，依次执行，一个进程下面的多线程也是如此。这一节我们采用数组（连续储存的方式）和链表（链式储存的方式）分别实现队列。

/*队列的基本实现*/
 #include"stdafx.h"
 #include<iostream>
 #include<iomanip>
 #define MaxSize 64
 using namespace std;
 /*基于数组的队列实现*/
 typedef struct squeue{
     int data[MaxSize];
     int front=0;//队头指针
     int rear=0;//队尾指针
 }*squlink;
 class Squeue {
 private:
     squlink s;//s队列指针
 public:
     Squeue(){
         s = new squeue;
     }
     int push(int data);//从队尾入队
     int pop();//从队头出队
     int clear();//清空队列
     int isFull();//队列是否已经饱和
     int isEmpty();//队列是否已空
     int num_of_queue();//队列中元素的个数
     void print_all();//遍历输出
 };
 /*置空队列的算法*/
 int Squeue::clear() {
     s->front = s->rear = 0;
     return 0;
 }
 /*判断队空的算法*/
 int Squeue::isEmpty() {
     if (s->front == s->rear) {
         return 1;//返回1是队空
     }
     return 0;//队非空。
 }
 /*元素进队算法*/
 int Squeue::push(int a) {
     if ((s->rear + 1) % MaxSize == s->front)
     {
         cout << "队满溢出" << endl;
         return 0;
     }
     else {
         /*首先使队尾指针位置加一，这样一来就有空间给入队元素*/
         s->rear = (s->rear + 1) % MaxSize;//因为可能会出现假性溢出的情况，所以队Maxsize取模
         s->data[s->rear] = a;//元素入队
         return 1;
     }
 }
 /*判断是否队满的算法*/
 int Squeue::isFull() {
     if ((s->rear + 1) % MaxSize == s->front) {
         return 1;//队满
     }
     return 0;//队尚未满
 }
 /*出队算法：返回当前队头元素*/
 int Squeue::pop()
 {
     if (isEmpty()) {
         return 0;//队空
     }
     else {
         s->front = (s->front + 1) % MaxSize;
         return (s->data[s->front]);//返回队头元素
     }

 }
 int Squeue::num_of_queue() {
     int i = 0;
     i = (s->rear - s->front + MaxSize) % MaxSize;
     return i;
 }
 void Squeue::print_all() {
     int k = num_of_queue();
     for (int i =1; i < k; i++)
     {
         cout << setw(5) << s->data[i];
     }
 }
 /*链式储存的队列的实现*/
 /*节点的结构*/
 typedef struct link {
     int data;
     struct link*next;
     link(int a) {
         data = a;
     }
 }*linknode;
 typedef struct Q {
     linknode head;//队头指针
     linknode tail;//队尾指针
     int front;//队头
     int rear;//队尾
 }*Queue;
 class link_queue {
 private:
     Queue queue;
 public:
     link_queue();//默认构造函数。我需要他来做一些事情，把该队列初始化成一个状态
     int push(int data);//元素进队
     int pop();//元素出队
     int clear();//清空队列
     int isEmpty();//是否为空队列
     void print_all();//遍历输出所有元素
 };
 link_queue::link_queue()
 {
     queue = new Q;//给Q队列分配空间
     queue->front = queue->rear = 0;
     queue->head = new link(0);//初始化头部指针。
     queue->tail = queue->head;//当前尾部指向头部
 }
 int link_queue::push(int data) {
     linknode p = new link(data);//节点的开辟；
     if((queue->rear + 1) % MaxSize == queue->front) {
         cout << "队列已满" << endl;
         return 0;
     }
     queue->rear = (queue->rear + 1) % MaxSize;//队尾指针加一
     queue->tail->next = p;//链表的头部指针指向下一个元素
     queue->tail = p;//更新尾部
     queue->tail->next = NULL;//尾部元素设置为空
     return 0;
 }
 int link_queue::pop() {
     linknode p = NULL;//用来保存当前节点。
     if (queue->front == queue->rear) {
         cout << "当前队列为空" << endl;
         return 0;
     }
     p = queue->head->next;
     queue->front = (queue->front + 1) % MaxSize;//头部元素更新
     queue->head->next = p->next;//头部更新到下一个元素
     int k = p->data;
     delete p;//删除当前节点
     return k;//返回头部元素
 }
 /*清空队列算法*/
 int link_queue::clear() {
     linknode p = queue->head->next;
     linknode q = NULL;
     queue->front = queue->rear = 0;
     while (p)
     {
         q = p;
         p = p->next;
         delete q;
     }
     return 0;
 }
 int link_queue::isEmpty() {
     if (queue->front == queue->rear) {
         return 1;//空队列
     }
     return 0;//非空队列
 }
 void link_queue::print_all() {
     linknode p = queue->head->next;
     while (p) {
         cout << p->data << " ";
         p = p->next;
     }
 }
 int main() {
     cout << "************************" << endl;
     cout << "顺序储存的队列的实现" << endl;
     Squeue S;
     for (int i = 0; i < 10&& i < MaxSize; i++) {
         S.push(i);
     }
     S.print_all();
     cout << endl;
     S.print_all();
     cout << endl;
     cout << "*******************************" << endl;
     cout << "链式储存的队列的实现" << endl;
     link_queue l;
     for (int i = 0; i < 10; i++) {
         l.push(i);
     }
     l.print_all();
     l.pop();
     cout << endl;
     l.print_all();
     return 0;}