Posted on 2012-08-02 15:00
C小加 阅读(13410)
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数据结构和算法
基本数据结构：队列（queue）
作者：C小加 更新时间：2012-8-2
像栈一样，队列（queue）也是一种线性表，它的特性是先进先出，插入在一端，删除在另一端。就像排队一样，刚来的人入队（push）要排在队尾(rear)，每次出队(pop)的都是队首(front)的人。如图1，描述了一个队列模型。
和栈一样，队列也有数组实现和链表实现两种，两种实现都能给出快速的O(1)运行时间，区别在于链表实现指针域要占用空间，频繁的new和delete会消耗不少的时间开销，数组实现唯一的缺点是建立时要确定空间大小。
假如一个队列最多只能站10个人，当占满10个人后，第11个人就不能入队，这种情况成为溢出。而如果第一个人出队了，剩下的9个人依然还在原来的位置，队列里空出了一个位置，但第11个人还是不能入队，这种情况成为假溢出。克服假溢出有效的办法是使用循环队列。
循环队列就是把队尾和队首连接起来，形成一个环，队尾的下一个位置就是队首，这样可以有效的防止假溢出现象，但队列的实际容量已然固定。
队列的实现
队列的数组实现和栈差不多，不同的是，栈用top做下标，队列用front和rear作为下标。
我更改了单链表的模板来实现一个简单的队列。代码仅供学习，不足之处还请指明，我会对不足之处进行修改和更新。
代码如下：
template<class T>
class queueNode
{
public:
queueNode():next(NULL){}
T data;//值
queueNode* next;//指向下一个节点的指针
};
template<class T>
class myqueue
{
private:
unsigned int queuelength;
queueNode<T>* node;//临时节点
queueNode<T>* rear;//队尾
queueNode<T>* front;//队首
public:
myqueue();//初始化
unsigned int length();//队列元素的个数
void push(T x);//入队
bool isEmpty();//判断队列是否为空
void pop();//出队
T getHead();//获得队首元素
};
template<class T>
myqueue<T>::myqueue()
{
node=NULL;
rear=NULL;
front=NULL;
queuelength=0;
}
template<class T>
inline unsigned int myqueue<T>::length(){return queuelength;}
template<class T>
void myqueue<T>::push(T x)
{
node=new queueNode<T>();//申请一个新的节点
node->data=x;//新节点赋值为x
if(rear==NULL)//如果没有尾节点则队列为空,node既为队首,又是队尾
{
front=node;
rear=node;
}
else//如果队列非空
{
rear->next=node;//node既为尾节点的下一个节点
rear=node;//node变成了尾节点,把尾节点赋值为node
}
++queuelength;//元素个数+1
}
template<class T>
bool myqueue<T>::isEmpty()
{
return queuelength==0;
}
template<class T>
void myqueue<T>::pop()
{
if(queuelength==0) return;
node=front;
front=front->next;
delete(node);
--queuelength;
}
template<class T>
T myqueue<T>::getHead()
{
return front->data;
}
队列的应用
打印机处理作业采用的就是队列结构，它们会按照提交的顺序排列起来。STL也给出了一个强大的队列，我们直接可以去用它。
队列相关问题
如何用两个栈模拟一个队列，如果用两个队列模拟一个栈？