队列
队列 是一种特殊的线性表,它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时,称为空队列。
队列具有先进先出(FIFO)的特点。
队列空的条件: front = rear
队列满的条件: rear = MAXSIZE
队列可以用数组Q【1…m】来存储,数组的上界m即是队列所容许的最大容量。在队列的运算中需设两个指针:head,队头指针,指向实际队头元素的前一个位置;tall,队尾指针,指向实际队尾元素所在的位置。一般情况下,两个指针的初值设为0,这时队列为空,没有元素。图1 ( a)画出了一个由6个元素构成的队列,数组定义Q【1…10】。Q(i) i = 3,4,5,6,7,8头指针head = 2,尾指针tail = 8。队列中拥有的元素个数为:L = tail - head,现要让排头的元素出队,则需将头指针加1。即head = head + 1这时头指针向上(向后)移动一个位置,指向Q(3),表示Q(3)已出队。见图1 (b)。如果想让一个新元素入队,则需尾指针向上移动一个位置。即tail = tail + 1这时Q(9)入队,见图1 (c)。当队尾已经处理在最上面时,即tail = 10,如果还要执行入队操作,则要发生"上溢",但实际上队列中还有三个空位置,所以这种溢出称为"假溢出"。
克服假溢出的方法有两种:一种是将队列中的所有元素均向低地址区(即向前)移动,显然这种方法是很浪费时间的;另一种方法是将数组存储区看成是一个首尾相接的环形区域。当存放到n地址后,下一个地址就"翻转"为1。在结构上采用这种技巧来存储的队列称为循环队列。
循环队的入队算法如下:
1、tail = tail + 1;
2、若tail = n + 1,则tail = 1;
3、若head = tail尾指针与头指针重合了,表示元素已装满队列, 则作上溢出错处理;
4、否则,Q(tail) = X,结束(X为新入出元素)。
队列和栈一样,有着非常广泛的应用。
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